Περιεχόμενο
- Χλωροφύλλη α
- Χλωροφύλλη β
- Χλωροφύλλη c
- Καροτενοειδές και φυκοβιλλίνη
- Μηχανισμός μεταφοράς ενέργειας
- Γεγονότα
Οι χρωστικές είναι πολύχρωμες χημικές ενώσεις που αντανακλούν το φως ενός συγκεκριμένου μήκους κύματος και απορροφούν άλλα μήκη κύματος. Τα φύλλα, τα λουλούδια, τα κοράλλια και τα δέρματα των ζώων περιέχουν χρωστικές ουσίες που τους δίνουν χρώμα. Η φωτοσύνθεση είναι μια διαδικασία που λαμβάνει χώρα σε φυτά και μπορεί να οριστεί ως μετατροπή της φωτεινής ενέργειας σε χημική ενέργεια. Πρόκειται για μια διαδικασία με την οποία τα πράσινα φυτά παράγουν υδατάνθρακες από διοξείδιο του άνθρακα και νερό με τη βοήθεια χλωροφύλλης (πράσινη χρωστική στα φυτά) παρουσία φωτεινής ενέργειας.
Χλωροφύλλη α
Η χλωροφύλλη a εμφανίζεται πράσινη στο χρώμα. Απορροφά το μπλε και το κόκκινο φως και αντανακλά το πράσινο φως. Είναι ο πιο άφθονος τύπος χρωστικής στα φύλλα και επομένως ο πιο σημαντικός τύπος χρωστικής στο χλωροπλάστη. Σε ένα μοριακό επίπεδο έχει ένα δακτύλιο πορφυρίνης που απορροφά την φωτεινή ενέργεια.
Χλωροφύλλη β
Η χλωροφύλλη b είναι λιγότερο άφθονη από την χλωροφύλλη α αλλά έχει την ικανότητα να απορροφά ένα ευρύτερο μήκος κύματος της φωτεινής ενέργειας.
Χλωροφύλλη c
Η χλωροφύλλη c δεν απαντάται στα φυτά αλλά βρίσκεται σε ορισμένους μικροοργανισμούς ικανούς να πραγματοποιήσουν φωτοσύνθεση.
Καροτενοειδές και φυκοβιλλίνη
Οι καροτενοειδείς χρωστικές ουσίες βρίσκονται σε πολλούς φωτοσυνθετικούς οργανισμούς, καθώς και σε φυτά. Λαμβάνουν φως μεταξύ 460 και 550 nm και κατά συνέπεια εμφανίζονται πορτοκαλί, κόκκινο και κίτρινο. Η φυκοβιλίνη, μια υδατοδιαλυτή χρωστική ουσία, βρίσκεται σε χλωροπλάστες.
Μηχανισμός μεταφοράς ενέργειας
Η σημασία της χρωστικής στη φωτοσύνθεση είναι ότι βοηθά στην απορρόφηση της ενέργειας από το φως. Τα ελεύθερα ηλεκτρόνια σε μοριακό επίπεδο στη χημική δομή αυτών των φωτοσυνθετικών χρωστικών περιστρέφονται σε ορισμένα επίπεδα ενέργειας. Όταν η φωτεινή ενέργεια (φωτόνια φωτός) πέφτει πάνω σε αυτές τις χρωστικές, τα ηλεκτρόνια απορροφούν αυτήν την ενέργεια και πηδούν στο επόμενο επίπεδο ενέργειας. Δεν μπορούν να παραμείνουν σε αυτό το επίπεδο ενέργειας, καθώς δεν είναι η κατάσταση σταθερότητας για αυτά τα ηλεκτρόνια, οπότε πρέπει να διαλύσουν αυτή την ενέργεια και να επανέλθουν στο σταθερό ενεργειακό τους επίπεδο. Κατά τη διάρκεια της φωτοσύνθεσης αυτά τα ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας μεταφέρουν την ενέργεια τους σε άλλα μόρια, ή αυτά τα ίδια τα ηλεκτρόνια μεταφέρονται σε άλλα μόρια. Έτσι, απελευθερώνουν την ενέργεια που είχαν καταλάβει από το φως. Αυτή η ενέργεια χρησιμοποιείται στη συνέχεια από άλλα μόρια για να σχηματίσει ζάχαρη και άλλα θρεπτικά συστατικά χρησιμοποιώντας διοξείδιο του άνθρακα και νερό.
Γεγονότα
Σε μια ιδανική κατάσταση οι χρωστικές πρέπει να είναι ικανές να απορροφούν ενέργεια φωτός ολόκληρου του μήκους κύματος, έτσι ώστε να απορροφάται η μέγιστη ενέργεια. Για να γίνει αυτό, θα πρέπει να φαίνονται μαύρα, αλλά οι χλωροφύλλες είναι πράσινες ή καφέ χρώματος και απορροφούν τα μήκη κύματος του φωτός στο ορατό φάσμα.Εάν η χρωστική ουσία αρχίσει να απορροφά το μήκος κύματος μακριά από το φάσμα του ορατού φωτός, όπως οι υπεριώδεις ακτίνες ή οι υπέρυθρες ακτίνες, τα ελεύθερα ηλεκτρόνια μπορούν να αποκτήσουν τόση ενέργεια ώστε είτε να χτυπηθούν από την τροχιά τους είτε να διαλύσουν σύντομα ενέργεια με τη μορφή θερμότητας, τα μόρια χρωστικής ουσίας. Έτσι είναι η ικανότητα απορρόφησης ενέργειας του χρωστικού που είναι ορατή για το μήκος κύματος που είναι σημαντική για τη φωτοσύνθεση.