Karakteristik pigmen fotosintesis dan tipe utama

Itu pigmen fotosintesis Mereka adalah senyawa kimia yang menyerap dan memantulkan panjang gelombang cahaya yang terlihat, yang membuatnya terlihat "berwarna -warni". Berbagai jenis tanaman, ganggang dan cyanobacteria memiliki pigmen fotosintesis, yang menyerap panjang gelombang yang berbeda dan menghasilkan warna yang berbeda, terutama hijau, kuning dan merah.

Pigmen ini diperlukan untuk beberapa organisme autotrofik, seperti tanaman, karena mereka membantu mereka memanfaatkan berbagai panjang gelombang untuk menghasilkan makanan dalam fotosintesis. Karena setiap pigmen hanya bereaksi dengan beberapa panjang gelombang, ada pigmen berbeda yang memungkinkan untuk menangkap lebih banyak cahaya (foton).

Pigmen fotosintesis ditemukan pada tanaman, ganggang dan cyanobacteria

[TOC]

Karakteristik pigmen fotosintesis

Seperti yang dinyatakan di atas, pigmen fotosintesis adalah elemen kimia yang bertanggung jawab untuk menyerap cahaya yang diperlukan sehingga proses fotosintesis dapat dihasilkan. Melalui fotosintesis, energi matahari menjadi energi kimia dan gula.

Sinar matahari terdiri dari berbagai panjang gelombang, yang memiliki warna dan tingkat energi yang berbeda. Tidak semua panjang gelombang digunakan secara setara dalam fotosintesis, itulah sebabnya ada berbagai jenis pigmen fotosintesis.

Organisme fotosintesis mengandung pigmen yang hanya menyerap panjang gelombang cahaya yang terlihat dan memantulkan orang lain. Set panjang gelombang yang diserap oleh pigmen adalah spektrum penyerapannya.

Pigmen menyerap panjang gelombang tertentu, dan yang tidak menyerapnya; Warna hanyalah cahaya yang dipantulkan oleh pigmen. Misalnya, tanaman tampak hijau karena mengandung banyak molekul klorofil A dan B, yang memantulkan lampu hijau.

Jenis pigmen fotosintesis

Pigmen fotosintesis dapat dibagi menjadi tiga jenis: klorofil, karotenoid dan ficobilins.

- Klorofil

Pemandangan mikroskop kloroplas, organel yang mengandung klorofil

Klorofil adalah pigmen fotosintesis hijau yang mengandung cincin porfirin dalam strukturnya. Mereka adalah molekul stabil berbentuk cincin di mana elektron bebas bermigrasi.

Karena elektron bergerak bebas, cincin memiliki potensi untuk memenangkan atau kehilangan elektron dengan mudah dan, oleh karena itu, memiliki potensi untuk menyediakan elektron yang berenergi ke molekul lain. Ini adalah proses mendasar yang dengannya klorofil "menangkap" energi sinar matahari.

Dapat melayani Anda: Gibberellins

Jenis klorofil

Ada beberapa jenis klorofil: A, B, C, D dan E. Dari jumlah tersebut, hanya dua yang ditemukan di kloroplas tanaman atas: klorofil A dan klorofil b. Yang paling penting adalah klorofil "A", karena ada pada tanaman, ganggang dan fotosintesis cyanobacteria.

Klorofil Struktur Molekul: A, B, dan C

Klorofil "A" memungkinkan fotosintesis karena mentransfer elektron yang diaktifkan ke molekul lain yang akan memproduksi gula.

Jenis klorofil kedua adalah klorofil "B", yang hanya ada di alga dan tanaman hijau yang disebut SO. Untuk bagiannya, klorofil "C" hanya ditemukan di anggota fotosintesis dari kelompok Chromista, seperti di dinoflagellados.

Perbedaan antara klorofil dari kelompok -kelompok utama ini adalah salah satu sampel pertama yang tidak terkait erat seperti yang diperkirakan sebelumnya.

Jumlah klorofil "B" adalah sekitar seperempat dari total kandungan klorofil. Untuk bagiannya, klorofil "A" ditemukan di semua tanaman fotosintesis, jadi itu disebut pigmen fotosintesis universal. Mereka juga menyebutnya pigmen fotosintesis utama karena melakukan reaksi utama fotosintesis.

Dari semua pigmen yang berpartisipasi dalam fotosintesis, klorofil memenuhi peran mendasar. Untuk alasan ini, sisa pigmen fotosintesis dikenal sebagai pigmen aksesori.

Penggunaan pigmen aksesori memungkinkan untuk menyerap jangkauan panjang gelombang yang lebih luas dan, oleh karena itu, menangkap lebih banyak energi sinar matahari.

- Karotenoid

Karotenoid adalah kelompok penting pigmen fotosintesis lainnya. Ini menyerap cahaya ungu dan biru kehijauan.

Karotenoid memberikan warna -warna cerah yang dihadapi buah -buahan; Sebagai contoh, tomat merah disebabkan oleh adanya likopen, kuning biji jagung disebabkan oleh zeauxantine, dan oranye kulit jeruk disebabkan oleh β-karoten.

Likopen memberikan warna cerah yang dimiliki tomat merah

Semua karoten ini penting untuk menarik hewan dan meningkatkan dispersi biji tumbuhan.

Seperti semua pigmen fotosintesis, karotenoid membantu menangkap cahaya tetapi juga memenuhi fungsi penting lainnya: menghilangkan kelebihan energi dari matahari.

Dapat melayani Anda: alpukat

Dengan demikian, jika sebuah lembar menerima sejumlah besar energi dan energi ini tidak digunakan, kelebihan ini dapat merusak molekul kompleks fotosintesis. Karotenoid berpartisipasi dalam penyerapan energi berlebih dan membantu menghilangkannya dalam bentuk panas.

Karotenoid biasanya pigmen merah, oranye atau kuning, dan termasuk senyawa karoten yang diketahui, yang warna wortel warna. Senyawa ini dibentuk oleh dua cincin kecil enam karbon yang dihubungkan oleh "rantai" atom karbon.

Sebagai hasil dari struktur molekulnya, mereka tidak larut dalam air, tetapi mengikat membran di dalam sel.

Karotenoid tidak dapat secara langsung menggunakan energi cahaya untuk fotosintesis, tetapi harus mentransfer energi yang diserap ke klorofil. Untuk alasan ini, pigmen aksesori dipertimbangkan. Contoh lain dari pigmen aksesori yang sangat terlihat adalah fucoxantin, yang memberikan warna coklat pada ganggang dan diatom.

Karotenoid dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok: karotena dan xantofilas.

Karotena

Karotena adalah senyawa organik yang didistribusikan secara luas sebagai pigmen pada tanaman dan hewan. Formula umumnya adalah C40H56 dan tidak mengandung oksigen. Pigmen ini adalah hidrokarbon tak jenuh; yaitu, mereka memiliki banyak ikatan rangkap dan termasuk dalam seri Isopreideid.

Struktur molekul β-karoten

Pada tanaman, karotena mengajarkan bunga kuning, oranye atau merah (calendula), buah -buahan (labu) dan akar (wortel). Pada hewan mereka terlihat dalam lemak (mentega), kuning telur, bulu (kenari) dan kulit (lobster).

Karoten yang paling umum adalah β-karoten, yang merupakan prekursor vitamin A dan dianggap sangat penting untuk hewan.

Xantofilas

Xantofilas adalah pigmen kuning yang struktur molekulnya mirip dengan karotena, tetapi dengan perbedaan bahwa mereka mengandung atom oksigen. Beberapa contoh adalah: C40H56O (cryptoxanthin), C40H56O2 (luteine, zeaxantine) dan C40H56O6, yang merupakan fucoxantine khas dari ganggang coklat yang disebutkan di atas.

Struktur molekul lutein

Biasanya, karotena memiliki warna yang lebih oranye daripada xantofilas. Baik karotena dan xanthofilas larut dalam pelarut organik seperti kloroform, etil eter, antara lain. Karotena lebih larut dalam karbon disulfida dibandingkan dengan xantofilas.

Fungsi karotenoid

- Karotenoid berfungsi sebagai pigmen aksesori. Mereka menyerap energi radiasi di daerah tengah spektrum yang terlihat dan mentransfernya ke klorofil.

Dapat melayani Anda: monokotilonus: karakteristik, taksonomi, klasifikasi, contoh

- Mereka melindungi komponen oksigen kloroplane yang dihasilkan dan dilepaskan selama fotolisis air. Karotenoid mengumpulkan oksigen ini melalui ikatan rangkap mereka dan mengubah struktur molekulnya menjadi keadaan energi yang lebih rendah (tidak berbahaya).

- Keadaan tereksitasi klorofil bereaksi dengan oksigen molekuler untuk membentuk keadaan oksigen yang sangat berbahaya yang disebut oksigen singlet. Karotenoid mencegah hal ini dengan mematikan keadaan eksitasi klorofil.

- Tres xantofilas (violoxantine, antheroxantine dan zeacantine) berpartisipasi dalam disipasi energi berlebih dengan mengkonversi ke panas.

- Karena warnanya, karotenoid membuat bunga dan buah -buahan terlihat untuk penyerbukan dan dispersi oleh hewan.

- Ficobilins 

Ficobilin adalah pigmen yang larut dalam air dan, oleh karena itu, ditemukan dalam sitoplasma atau stroma kloroplas. Mereka hanya terjadi pada cyanobacteria dan ganggang merah (Rhodophyta).

Alga Merah (Rhodophyta)

Ficobilin tidak hanya penting bagi organisme yang menggunakannya untuk menyerap energi cahaya, tetapi juga digunakan sebagai alat penelitian.

Dengan mengekspos senyawa seperti pycocyanine dan ficoeritrin, ini menyerap energi cahaya dan melepaskannya memancarkan fluoresensi dalam kisaran panjang gelombang yang sangat sempit.

Cahaya yang dihasilkan oleh fluoresensi ini sangat khas dan dapat diandalkan, sehingga ficobilin dapat digunakan sebagai "label" kimia. Teknik -teknik ini banyak digunakan dalam penelitian kanker untuk "menandai" sel tumor.

Referensi

1. Bianchi, t. & Canuel, dan. (2011). Biomarker kimia dalam ekosistem perairan (Edisi pertama.). Princeton University Press.
2. Evert, r. & Eichhorn, s. (2013). Biologi Raven tanaman (Edisi ke -8.). W. H. Penerbit Freeman dan Perusahaan.
3. Goldberg, d. (2010). Biologi AP Barron (Edisi ke -3.). Seri Pendidikan Barron, Inc.
4. Nobel, d. (2009). Fisiologi tanaman fisik dan lingkungan (Edisi ke -4.). Elsevier Inc.
5. Pigmen fotosintesis. Pulih dari: ucmp.Berkeley.Edu
6. Renger, g. (2008). Proses utama fotosintesis: prinsip dan peralatan (IL. ed.) Penerbitan RSC.
7. Salomo, e., Berg, l. & Martin, D. (2004). Biologi (Edisi ke -7.) Pembelajaran Cengage.