광합성 색소가 흡수하게 눈에 보이는 빛의 특정 파장에 반영 화학 화합물 들이 "화려한"표시를. 다양한 종류의 식물, 조류 및 시아 노 박테리아는 광합성 안료를 가지고 있으며, 이는 다른 파장에서 흡수하고 주로 녹색, 노란색 및 빨간색과 같은 다른 색상을 생성합니다.
이 색소는 식물과 같은 일부 독립 영양 유기체에 필요합니다. 왜냐하면 광합성에서 음식을 생산하기 위해 광범위한 파장을 이용하는 데 도움이되기 때문입니다. 각 안료는 일부 파장에서만 반응하므로 더 많은 빛을 포착 할 수있는 다양한 안료 (광자)가 있습니다.
형질
앞서 언급했듯이 광합성 안료는 광합성 과정이 일어나는 데 필요한 빛을 흡수하는 화학 원소입니다. 광합성을 통해 태양의 에너지는 화학 에너지와 당으로 변환됩니다.
햇빛은 서로 다른 색과 에너지 수준을 가진 서로 다른 파장으로 구성됩니다. 모든 파장이 광합성에 똑같이 사용되는 것은 아니기 때문에 다양한 유형의 광합성 안료가 있습니다.
광합성 유기체에는 가시광 선의 파장 만 흡수하고 다른 파장은 반사하는 안료가 포함되어 있습니다. 안료에 의해 흡수되는 파장 세트는 흡수 스펙트럼입니다.
안료는 특정 파장을 흡수하고 흡수하지 않는 파장은 반사됩니다. 색상은 단순히 안료에 의해 반사 된 빛입니다. 예를 들어, 식물은 녹색 빛을 반사하는 많은 엽록소 분자 a와 b를 포함하고 있기 때문에 녹색으로 보입니다.
광합성 안료의 종류
광합성 색소는 엽록소, 카로티노이드 및 피코 빌린의 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.
엽록소
엽록소는 구조에 포르피린 고리를 포함하는 녹색 광합성 안료입니다. 그들은 전자가 자유롭게 이동할 수있는 안정적인 고리 모양의 분자입니다.
전자가 자유롭게 움직이기 때문에 고리는 전자를 쉽게 얻거나 잃을 가능성이 있으므로 다른 분자에 에너지가 공급 된 전자를 제공 할 가능성이 있습니다. 이것은 엽록소가 햇빛으로부터 에너지를 "포획"하는 기본적인 과정입니다.
엽록소의 종류
엽록소에는 a, b, c, d, e 등 여러 유형이 있습니다. 이 중 고등 식물의 엽록체에서는 엽록소 a와 엽록소 b의 두 가지만 발견됩니다. 가장 중요한 것은 식물, 조류 및 광합성 시아 노 박테리아에 존재하는 엽록소 "a"입니다.
엽록소 "a"는 활성화 된 전자를 당을 만드는 다른 분자로 이동시켜 광합성을 가능하게합니다.
두 번째 유형의 엽록소는 엽록소 "b"로, 소위 녹색 조류와 식물에서만 발견됩니다. 그 부분에서, 엽록소 "c"는 dinoflagellates와 같은 chromista 그룹의 광합성 구성원에서만 발견됩니다.
이 주요 그룹의 엽록소 간의 차이점은 이전에 생각했던 것만 큼 밀접하게 관련되지 않았다는 첫 번째 징후 중 하나였습니다.
엽록소 "b"의 양은 총 엽록소 함량의 약 1/4입니다. 그 부분에서 엽록소 "a"는 모든 광합성 식물에서 발견되기 때문에 보편적 인 광합성 안료라고 불립니다. 광합성의 일차 반응을 수행하기 때문에 일차 광합성 안료라고도합니다.
광합성에 관여하는 모든 색소 중에서 엽록소가 기본적인 역할을합니다. 이러한 이유로 나머지 광합성 안료는 보조 안료로 알려져 있습니다.
액세서리 안료를 사용하면 더 넓은 범위의 파장을 흡수하여 햇빛으로부터 더 많은 에너지를 포착 할 수 있습니다.
카로티노이드
카로티노이드는 광합성 색소의 또 다른 중요한 그룹입니다. 이들은 보라색과 청록색 빛을 흡수합니다.
카로티노이드는 과일이 나타내는 밝은 색상을 제공합니다. 예를 들어 토마토의 빨간색은 리코펜의 존재 때문이고 옥수수 씨앗의 노란색은 제아잔틴에 의한 것이고 오렌지 껍질의 오렌지는 β- 카로틴 때문입니다.
이 모든 카로티노이드는 동물을 유인하고 식물의 씨앗의 분산을 촉진하는 데 중요합니다.
모든 광합성 색소와 마찬가지로 카로티노이드는 빛을 포착하는 데 도움이되지만 또 다른 중요한 기능인 태양으로부터 과도한 에너지를 제거합니다.
따라서 잎이 많은 양의 에너지를 받고이 에너지를 사용하지 않으면이 초과분은 광합성 복합체의 분자를 손상시킬 수 있습니다. 카로티노이드는 과도한 에너지를 흡수하고 열로 발산하는 데 관여합니다.
카로티노이드는 일반적으로 빨간색, 주황색 또는 노란색 안료이며 당근에 색을주는 잘 알려진 복합 카로틴을 포함합니다. 이 화합물은 탄소 원자의 "사슬"로 연결된 두 개의 작은 6 개의 탄소 고리로 구성됩니다.
분자 구조의 결과로 그들은 물에 용해되지 않고 대신 세포 내의 막에 결합합니다.
카로티노이드는 광합성을 위해 빛의 에너지를 직접 사용할 수 없지만 흡수 된 에너지를 엽록소로 전달해야합니다. 이러한 이유로 액세서리 안료로 간주됩니다. 눈에 잘 띄는 보조 안료의 또 다른 예는 해양 조류와 규조류에 갈색을 부여하는 푸코 잔틴입니다.
카로티노이드는 카로틴과 크 산토 필의 두 그룹으로 분류 할 수 있습니다.
카로틴
카로틴은 식물과 동물에 안료로 널리 분포하는 유기 화합물입니다. 그들의 일반 공식은 C40H56이며 산소를 포함하지 않습니다. 이러한 안료는 불포화 탄화수소입니다. 즉, 그들은 많은 이중 결합을 가지고 있으며 isoprenoid 시리즈에 속합니다.
식물에서 카로틴은 꽃 (금송화), 과일 (호박) 및 뿌리 (당근)에 노란색, 주황색 또는 빨간색을 부여합니다. 동물에서는 지방 (버터), 달걀 노른자, 깃털 (카나리아) 및 조개 (랍스터)에서 볼 수 있습니다.
가장 흔한 카로틴은 β- 카로틴으로, 비타민 A의 전구체이며 동물에게 매우 중요한 것으로 간주됩니다.
잔 토필
Xanthophylls는 분자 구조가 카로틴의 분자 구조와 유사하지만 산소 원자를 포함한다는 차이점이있는 노란색 안료입니다. 몇 가지 예는 C40H56O (크립토 잔틴), C40H56O2 (루테인, 제아잔틴) 및 C40H56O6이며, 이는 위에서 언급 한 갈조류의 특징적인 푸코 잔틴입니다.
카로틴은 일반적으로 크 산토 필보다 주황색이 더 큽니다. 카로틴과 크 산토 필은 모두 클로로포름, 에틸 에테르와 같은 유기 용매에 용해됩니다. 카로틴은 크 산토 필에 비해 이황화 탄소에 더 잘 용해됩니다.
카로티노이드의 기능
-카로티노이드는 보조 안료 역할을합니다. 그들은 가시 스펙트럼의 중간 영역에서 복사 에너지를 흡수하여 엽록소로 전달합니다.
-물의 광분해 과정에서 생성 및 방출되는 산소로부터 엽록체 성분을 보호합니다. 카로티노이드는 이중 결합을 통해이 산소를 흡수하고 분자 구조를 낮은 에너지 (무해한) 상태로 변경합니다.
-엽록소의 여기 된 상태는 분자 산소와 반응하여 일 중항 산소라고하는 매우 해로운 산소 상태를 형성합니다. 카로티노이드는 엽록소의 여기 상태를 차단하여이를 방지합니다.
-세 개의 크 산토 필 (비올 록산 틴, 안테 록산 틴 및 제아잔틴)이 과잉 에너지를 열로 변환하여 소산에 참여합니다.
-카로티노이드는 색깔로 인해 꽃과 과일을 동물에 의해 수분과 분산을 위해 보이게합니다.
피코 빌린
피코 빌린은 수용성 안료이므로 엽록체의 세포질 또는 기질에서 발견됩니다. 남조류와 홍조류 (Rhodophyta)에서만 발생합니다.
피코 빌린은 빛으로부터 에너지를 흡수하는 데 사용하는 유기체에게 중요 할뿐만 아니라 연구 도구로도 사용됩니다.
피코시 아닌 및 피코 에리 트린과 같은 화합물이 강렬한 빛에 노출되면 빛의 에너지를 흡수하고 매우 좁은 파장 범위에서 형광을 방출하여 방출합니다.
이 형광에 의해 생성되는 빛은 매우 독특하고 신뢰할 수있어 피코 빌린이 화학적 "태그"로 사용될 수 있습니다. 이러한 기술은 암 연구에서 종양 세포에 "태그"를 붙이는 데 널리 사용됩니다.
참고 문헌
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