엽록소 나타내는 생물학적 색소 가 광을 흡수 할 수있는 분자이다. 이 분자는 보라색, 파란색, 빨간색에 해당하는 파장을 흡수하고 녹색의 빛을 반사합니다. 따라서 엽록소의 존재는 식물의 녹색을 담당합니다.
그 구조는 마그네슘 중심이있는 포르피린 고리와 피톨이라고하는 소수성 꼬리로 구성됩니다. 엽록소와 헤모글로빈 분자의 구조적 유사성을 강조 할 필요가 있습니다.
엽록소 분자는 식물의 녹색을 담당합니다. 출처 : pixabay.com
엽록소는 엽록체 내부에서 발견되는 막 구조 인 틸라코이드에 있습니다. 엽록체는 잎과 식물의 다른 구조에 풍부합니다.
엽록소의 주요 기능은 광합성 반응을 유도하는 데 사용될 빛을 포착하는 것입니다. 엽록소에는 흡수되는 햇빛의 양을 늘리기 위해 구조와 흡수 피크가 약간 다른 다양한 유형의 엽록소가 있습니다.
역사적 관점
엽록소 분자에 대한 연구는 "엽록소"라는 이름을 만든 연구원 Pelletier와 Caventou가 처음 기술 한 1818 년으로 거슬러 올라갑니다. 나중에 1838 년에 분자에 대한 화학 연구가 시작되었습니다.
1851 년 Verdeil은 엽록소와 헤모글로빈의 구조적 유사성을 제안했습니다. 당시 이러한 유사성은 과장되어 철 원자도 엽록소 분자의 중심에 위치한다고 가정했습니다. 나중에 마그네슘의 존재가 중심 원자로 확인되었습니다.
다양한 유형의 엽록소는 현미경이 제공하는 증거를 사용하여 1882 년 보로딘에 의해 발견되었습니다.
안료
현미경으로 관찰 된 엽록소. 크리스티안 피터스-Fabelfroh
빛이란
광합성 생물이 빛 에너지를 사용할 수있는 핵심 포인트는 빛 에너지의 흡수입니다. 이 기능을 수행하는 분자를 안료라고하며 식물과 조류에 존재합니다.
이러한 반응을 더 잘 이해하려면 빛의 본질과 관련된 특정 측면을 알아야합니다.
빛은 에너지의 한 형태 인 전자기 복사의 일종으로 정의됩니다. 이 복사는 파동과 입자로 이해됩니다. 전자기 복사의 특성 중 하나는 두 개의 연속 된 융기 사이의 거리로 표현되는 파장입니다.
인간의 눈은 400 ~ 710 나노 미터 (nm = 10-9m ) 범위의 파장을 인식 할 수 있습니다 . 단파장은 더 많은 양의 에너지와 관련이 있습니다. 햇빛에는 가시 영역의 모든 파장으로 구성된 백색광이 포함됩니다.
입자의 특성과 관련하여 물리학 자들은 광자를 개별 에너지 패킷으로 설명합니다. 이 입자들 각각은 특징적인 파장과 에너지 수준을 가지고 있습니다.
광자가 물체에 부딪히면 흡수, 투과 또는 반사의 세 가지 일이 발생할 수 있습니다.
엽록소가 녹색 인 이유는 무엇입니까?
엽록소는 주로 파란색과 빨간색 파장을 흡수하고 녹색을 반사하기 때문에 식물은 녹색으로 인식됩니다. 네 프로 누스
모든 안료가 같은 방식으로 작용하는 것은 아닙니다. 빛 흡수는 서로 다른 파장에서 발생할 수있는 현상이며 각 안료는 특정 흡수 스펙트럼을 가지고 있습니다.
흡수 된 파장은 안료를 시각화 할 색상을 결정합니다. 예를 들어, 모든 길이에서 빛을 흡수하면 안료가 완전히 검게 보입니다. 모든 길이를 흡수하지 않는 것은 나머지를 반영합니다.
엽록소의 경우 보라색, 파란색, 빨간색에 해당하는 파장을 흡수하고 녹색광을 반사합니다. 이것은 식물에게 독특한 녹색을주는 안료입니다.
엽록소는 자연에서 유일한 색소가 아닙니다
엽록소는 가장 잘 알려진 안료 중 하나이지만 붉은 색 또는 주황색 톤을 가진 카로티노이드와 같은 다른 생물학적 안료 그룹이 있습니다. 따라서 엽록소와는 다른 파장의 빛을 흡수하여 엽록소로의 에너지 전달 스크린 역할을합니다.
또한 일부 카로티노이드에는 광 보호 기능이 있습니다. 엽록소를 손상시킬 수있는 빛 에너지를 흡수하고 소산합니다. 또는 산소와 반응하여 세포 구조를 손상시킬 수있는 산화 분자를 형성합니다.
특성 및 구조
엽록소는 인간의 눈에 녹색으로 인식되고 광합성에 참여하는 생물학적 안료입니다. 우리는 빛 에너지를 화학 에너지로 변환하는 능력을 가진 식물 및 기타 유기체에서 발견됩니다.
화학적으로 엽록소는 마그네슘-포르피린입니다. 이들은 혈액 속의 산소 수송을 담당하는 헤모글로빈 분자와 매우 유사합니다. 두 분자 모두 테트라 피 롤릭 고리에있는 치환기의 유형과 위치 만 다릅니다.
헤모글로빈에서 포르피린 고리의 금속은 철이며 엽록소에서는 마그네슘입니다.
엽록소 측쇄는 자연적으로 소수성 또는 무극성이며 피톨이라고하는 4 개의 이소 프레 노이드 단위로 구성됩니다. 이것은 고리 4 번에서 프로피 오산기로 에스테르 화됩니다.
엽록소가 열처리되면 용액은 산성 pH를 취하여 고리 중심에서 마그네슘 원자를 제거합니다. 가열이 계속되거나 용액이 pH를 더 낮추면 피톨이 가수 분해됩니다.
위치
엽록소는 가장 널리 분포 된 천연 색소 중 하나이며 광합성 생명체의 여러 계통에서 발견됩니다. 식물의 구조에서 우리는 주로 잎과 다른 녹색 구조에서 발견합니다.
현미경으로 살펴보면 엽록소는 세포 내부, 특히 엽록체에서 발견됩니다. 차례로, 엽록체 내부에는 다른 양의 지질 및 단백질과 함께 내부에 엽록소를 포함하는 틸라코이드라는 이중 막에 의해 형성된 구조가 있습니다.
틸라코이드는 여러 개의 쌓인 디스크 또는 동전과 유사한 구조이며,이 매우 조밀 한 배열은 엽록소 분자의 광합성 기능에 절대적으로 필요합니다.
광합성을 수행하는 원핵 생물에는 엽록체가 없습니다. 이러한 이유로 광합성 색소를 포함하는 틸라코이드는 세포막의 일부로 관찰되어 세포질 내부에서 분리되거나 시아 노 박테리아에서 관찰되는 패턴 인 내부 막에 구조를 형성합니다.
종류
엽록소 A
엽록소 A
분자 구조와 광합성 계통의 분포가 약간 다른 여러 유형의 엽록소가 있습니다. 즉, 일부 유기체는 특정 유형의 엽록소를 포함하고 다른 유기체는 포함하지 않습니다.
엽록소의 주요 유형은 엽록소 a라고 불리며 식물 계통에서는 광합성 과정에서 직접적으로 충전되고 빛 에너지를 화학으로 변환합니다.
엽록소 b
엽록소 b
두 번째 유형의 엽록소는 b이며 식물에도 존재합니다. 구조적으로 엽록소 a와는 다른데, 후자는 고리 번호 II의 탄소 3에 메틸기가 있고 유형 b는 그 위치에 포르 밀기를 포함하고 있기 때문입니다.
액세서리 안료로 간주되며 구조적 차이로 인해 변형 a와 약간 다른 흡수 스펙트럼을 갖습니다. 이 특성의 결과로 색상이 다릅니다. 엽록소 a는 청록색이고 b는 황록색입니다.
이 차동 스펙트럼의 아이디어는 두 분자가 빛의 흡수에서 서로를 보완하고 광합성 시스템에 들어가는 빛 에너지의 양을 증가시켜 흡수 스펙트럼이 확장된다는 것입니다.
엽록소 c 및 d
엽록소 d
세 번째 유형의 엽록소 c가 있는데, 갈조류, 규조류 및 쌍 편모충에서 발견됩니다. 남조류 조류의 경우 엽록소 유형 만 나타납니다. 마지막으로, 엽록소 d는 일부 원생 생물 유기체와 시아 노 박테리아에서도 발견됩니다.
박테리아의 엽록소
광합성 능력을 가진 많은 박테리아가 있습니다. 이 유기체에는 박테리아 엽록소로 함께 알려진 엽록소가 있으며 진핵 생물의 엽록소와 마찬가지로 a, b, c, d, e 및 g 문자로 분류됩니다.
역사적으로, 엽록소 분자가 진화 과정에서 처음으로 나타났다는 생각이 사용되었습니다. 오늘날, 서열 분석 덕분에 아마도 조상 엽록소 분자가 박테리아 엽록소와 유사하다는 것이 제안되었습니다.
풍모
엽록소 분자는 빛의 흡수를 담당하기 때문에 광합성 유기체에서 중요한 요소입니다.
광합성을 수행하는 데 필요한 기계에는 광계라는 구성 요소가 있습니다. 두 개가 있으며 각각은 빛을 모으는 "안테나"와 반응 센터로 구성되어 있으며 여기에서 엽록소 유형을 찾습니다.
광계는 주로 엽록소 분자의 흡수 피크가 다릅니다. 광계 I은 700nm에서 피크를, II는 680nm에서 피크를가집니다.
이러한 방식으로 엽록소는 빛을 포착하는 역할을 수행하며, 복잡한 효소 배터리 덕분에 탄수화물과 같은 분자에 저장된 화학 에너지로 변환됩니다.
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