Chlorofil to nazwa nadana grupie zielonych cząsteczek pigmentu występujących w roślinach, algach i sinicach. Dwa najczęstsze rodzaje chlorofilu to chlorofil a, który jest niebiesko-czarny ester o wzorze chemicznym C55H.72MgN4O5i chlorofil b, który jest ciemnozielonym estrem o wzorze C55H.70MgN4O6. Inne formy chlorofilu obejmują chlorofil C1, C2, D i F. Formy chlorofilu mają różne łańcuchy boczne i wiązania chemiczne, ale wszystkie charakteryzują się pierścieniem z pigmentem chlorynowym zawierającym jon magnezu w jego środku.
Kluczowe rzeczy na wynos: chlorofil
- Chlorofil jest cząsteczką zielonego pigmentu, która gromadzi energię słoneczną do fotosyntezy. To właściwie rodzina powiązanych cząsteczek, a nie tylko jedna.
- Chlorofil występuje w roślinach, algach, sinicach, protistach i kilku zwierzętach.
- Chociaż chlorofil jest najczęstszym pigmentem fotosyntetycznym, istnieje kilka innych, w tym antocyjany.
Słowo „chlorofil” pochodzi od greckich słów chloros, co oznacza „zielony”, i fillon, co oznacza „liść”. Joseph Bienaimé Caventou i Pierre Joseph Pelletier po raz pierwszy wyizolowali i nazwali cząsteczkę w 1817 roku.
Chlorofil jest niezbędną cząsteczką pigmentu do fotosyntezy, wykorzystywane przez zakłady chemiczne do pochłaniania i wykorzystania energii ze światła. Jest również stosowany jako barwnik spożywczy (E140) i jako środek dezodoryzujący. Jako barwnik spożywczy chlorofil stosuje się w celu dodania zielonego koloru do makaronu, absyntu spirytusowego oraz innych produktów spożywczych i napojów. Jako woskowy związek organiczny chlorofil nie rozpuszcza się w wodzie. Jest mieszany z niewielką ilością oleju, gdy jest stosowany w żywności.
Znany również jako: Alternatywną pisownią dla chlorofilu jest chlorofil.
Rola chlorofilu w fotosyntezie
The ogólne zrównoważone równanie do fotosyntezy jest:
6 CO2 + 6 godz2O → C6H.12O6 + 6 O2
gdzie dwutlenek węgla i woda reagować na produkcję glukoza i tlen. Jednak ogólna reakcja nie wskazuje na złożoność reakcji chemicznych ani zaangażowanych cząsteczek.
Rośliny i inne organizmy fotosyntetyczne wykorzystują chlorofil do pochłaniania światła (zwykle energii słonecznej) i przekształcania go w energię chemiczną. Chlorofil silnie pochłania światło niebieskie, a także trochę światła czerwonego. Słabo absorbuje zieleń (odbija ją), dlatego liście i glony bogate w chlorofil wydają się zielone.
U roślin chlorofil otacza fotosystemy w błonie tylakoidowej organelle zwane chloroplastami, które są skoncentrowane w liściach roślin. Chlorofil pochłania światło i wykorzystuje transfer energii rezonansu do zasilania centrów reakcji w systemie fotograficznym I i systemie fotograficznym II. Dzieje się tak, gdy energia z foton (lekki) usuwa elektron z chlorofilu w centrum reakcji P680 układu fotograficznego II. Elektron o wysokiej energii wchodzi w łańcuch transportu elektronów. P700 systemu fotograficznego I współpracuje z systemem fotograficznym II, chociaż źródło elektronów w tej cząsteczce chlorofilu może się różnić.
Elektrony, które wchodzą do łańcucha transportu elektronów, są wykorzystywane do pompowania jonów wodoru (H+) przez błonę tylakoidową chloroplastu. Potencjał chemiosmotyczny jest wykorzystywany do wytwarzania cząsteczki energii ATP i redukcji NADP+ do NADPH. Z kolei NADPH służy do redukcji dwutlenku węgla (CO2) na cukry, takie jak glukoza.
Inne pigmenty i fotosynteza
Chlorofil jest najbardziej rozpoznawalną cząsteczką wykorzystywaną do zbierania światła do fotosyntezy, ale nie jest to jedyny pigment, który spełnia tę funkcję. Chlorofil należy do większej klasy cząsteczek zwanych antocyjanami. Niektóre antocyjany działają w połączeniu z chlorofilem, podczas gdy inne pochłaniają światło niezależnie lub w innym punkcie cyklu życia organizmu. Cząsteczki te mogą chronić rośliny, zmieniając ich zabarwienie, aby uczynić je mniej atrakcyjnymi jako pokarm i mniej widocznymi dla szkodników. Inne antocyjany pochłaniają światło w zielonej części spektrum, zwiększając zasięg światła, z którego może korzystać roślina.
Biosynteza chlorofilu
Rośliny wytwarzają chlorofil z cząsteczek glicyny i sukcynylo-CoA. Istnieje cząsteczka pośrednia o nazwie protochlorofilid, która jest przekształcana w chlorofil. W okrytozalążkowych ta reakcja chemiczna jest zależna od światła. Rośliny te są blade, jeśli są uprawiane w ciemności, ponieważ nie są w stanie zakończyć reakcji w celu wytworzenia chlorofilu. Glony i rośliny nie-naczyniowe nie wymagają światła do syntezy chlorofilu.
Protochlorofilid tworzy toksyczne wolne rodniki w roślinach, więc biosynteza chlorofilu jest ściśle regulowana. W przypadku niedoboru żelaza, magnezu lub żelaza rośliny mogą nie być w stanie zsyntetyzować wystarczającej ilości chlorofilu, wyglądając blado lub chlorotyczny. Chloroza może być również spowodowana niewłaściwym pH (kwasowość lub zasadowość), patogenami lub atakiem owadów.