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光合成色素の特性と主な種類
の 光合成顔料 それらは、特定の波長の可視光を吸収および反射する化合物であり、そのためそれらは「カラフル」に見えます。植物、藻類、シアノバクテリアの種類によって、光合成色素が含まれています。これらの色素は、異なる波長で吸収され、主に緑、黄、赤の異なる色を生成します.
これらの色素は、光合成で彼らの食物を生産するためにそれらが広範囲の波長を利用するのを助けるので、植物のようないくつかの独立栄養生物に必要です。各顔料はいくつかの波長でのみ反応するので、より多くの量の光（光子）を捕獲することを可能にする異なる顔料があります.
索引
- 1特徴
- 2種類の光合成色素
- 2.1クロロフィル
- 2.2カロチノイド
- 2.3フィコビリン
- 3参考文献
特徴
上述のように、光合成色素は、光合成の過程を生じさせることができるように必要な光を吸収するのに関与する化学的要素である。光合成によって、太陽のエネルギーは化学エネルギーと糖に変換されます.
太陽光は色やエネルギーレベルが異なるさまざまな波長で構成されています。すべての波長が光合成で等しく使用されるわけではないため、さまざまな種類の光合成色素があります.
光合成生物は、可視光の波長のみを吸収し、他のものを反射する色素を含んでいます。顔料によって吸収される波長のセットはその吸収スペクトルです。.
顔料は特定の波長を吸収し、吸収しないものはそれらを反射します。色は単に顔料によって反射された光です。たとえば、植物は緑色の光を反射する多くのクロロフィルaおよびb分子を含んでいるので緑色に見えます。.
光合成顔料の種類
光合成色素は、クロロフィル、カロテノイド、フィコビリンの3つのタイプに分けられます。.
クロロフィル
クロロフィルは、その構造内にポルフィリン環を含む緑色の光合成色素です。それらは電子が自由に移動することができる安定した、環状分子です。.
電子は自由に移動するので、環は電子を容易に獲得または失う可能性があり、したがって、活性化された電子を他の分子に提供する可能性がある。これはクロロフィルが太陽光のエネルギーを「捉える」基本的な過程です.
クロロフィルの種類
クロロフィルにはいくつかの種類があります：a、b、c、dおよびe。これらのうち、高等植物の葉緑体には、クロロフィルaとクロロフィルbの2つしか見つからない。植物、藻類、光合成藍藻類に含まれるクロロフィル "a"が最も重要です。.
クロロフィル "a"は、活性化された電子を糖を作る他の分子に移動させるので、光合成を可能にします。.
クロロフィルの第二のタイプはクロロフィル「ｂ」であり、これはいわゆる緑藻および植物にのみ見出される。一方、クロロフィル「c」は渦鞭毛藻類のように、色素群の光合成メンバーにのみ見られる。.
これらの主要グループのクロロフィル間の違いは、それらが以前考えられていたほど密接に関連していなかったという最初の兆候の1つでした。.
クロロフィル「ｂ」の量は、全クロロフィル含有量の約４分の１である。その部分については、クロロフィル "a"はすべての光合成植物に含まれています、それはそれが普遍的な光合成色素と呼ばれる理由です。それはまたそれを光合成の一次反応を行うので一次光合成色素とも呼ぶ。.
光合成に関与するすべての色素のうち、クロロフィルは基本的な役割を果たしています。このため、残りの光合成色素は補助色素として知られています。.
補助顔料の使用はより広い範囲の波長を吸収することを可能にし、それゆえ、太陽光からより多くのエネルギーを捕獲します.
カロテノイド
カロテノイドは、光合成色素のもう一つの重要なグループです。これらは紫と青緑色の光を吸収します.
カロチノイドは、果物が提示する鮮やかな色を提供します。例えば、トマトレッドはリコピンの存在によるものであり、トウモロコシ種子の黄色はゼアキサンチンによるものであり、オレンジの皮のオレンジはβ-カロチンによるものである。.
すべてのこれらのカロチノイドは動物を引き付け、植物の種子の拡散を促進するのに重要です。.
すべての光合成色素と同様に、カロチノイドは光を捕らえるのを助けますが、もう一つの重要な役割も果たします：太陽から余分なエネルギーを取り除く.
したがって、葉が大量のエネルギーを受け取り、このエネルギーが使用されていない場合、この過剰量は光合成複合分子を損傷する可能性があります。カロチノイドは過剰エネルギーの吸収に関与し、それを熱の形で消散させるのを助けます。.
カロチノイドは通常赤、オレンジ、黄色の顔料で、ニンジンに色を与えるよく知られているカロチン化合物が含まれています。これらの化合物は、炭素原子の「鎖」によって接続された6個の炭素の2つの小さな環によって形成されています.
それらの分子構造の結果として、それらは水中に溶解しないが代わりに細胞内の膜に結合する。.
カロテノイドは、光合成に光のエネルギーを直接使用することはできませんが、吸収されたエネルギーをクロロフィルに伝達する必要があります。このため、それらは補助顔料と見なされます。視認性の高いアクセサリー顔料のもう1つの例はフコキサンチンです。フコキサンチンは海藻や珪藻に褐色を与えます。.
カロチノイドは2つのグループに分類することができます：カロチノイドとキサントフィル.
カロチン
カロチンは、動植物に広く顔料として分布している有機化合物です。その一般式はC 40 H 56であり、酸素を含まない。これらの顔料は不飽和炭化水素です。すなわち、それらは多くの二重結合を有し、そしてイソプレノイド系列に属する。.
植物では、カロチンは花（カレンデュラ）、果物（カボチャ）、根（ニンジン）に黄色、オレンジ色、または赤色を与えます。動物では、脂肪（バター）、卵黄、羽毛（カナリア）、殻（ロブスター）に見えます。.
最も一般的なカロチンは、ビタミンAの前駆体であり、動物にとって非常に重要と考えられているβ-カロチンです。.
キサントフィル
キサントフィルは、その分子構造がカロチノイドのそれと類似しているが、それらが酸素原子を含むという違いがある黄色顔料である。いくつかの例があります：C 40 H 56 O（クリプトキサンチン）、C 40 H 56 O 2（ルテイン、ゼアキサンチン）およびC 40 H 56 O 6、これは上記の褐藻の特徴的なフコキサンチンです。.
一般に、カロテノイドはキサントフィルよりもオレンジ色を帯びています。カロチノイドとキサントフィルはどちらも、とりわけクロロホルム、エチルエーテルなどの有機溶媒に可溶である。カロテンはキサントフィルと比較して二硫化炭素に溶けやすい.
カロテノイドの機能
- カロテノイドは補助色素として機能します。可視スペクトルの中央領域で放射エネルギーを吸収し、それをクロロフィルに伝達する.
- それらは水の光分解の間に発生しそして放出される酸素から葉緑体成分を保護する。カロテノイドはこの酸素を二重結合を通して集め、分子構造を低エネルギーの状態に変えます（無害）。.
- クロロフィルの励起状態は酸素分子と反応して一重項酸素と呼ばれる非常に有害な酸素状態を形成します。カロチノイドはクロロフィルの励起状態を止めることによってこれを防ぎます.
- 3つのキサントフィル（ビオロキサンチン、アンテロキサンチンおよびゼアキサンチン）は、それを熱に変換することによって過剰エネルギーの散逸に参加します.
- その色のために、カロチノイドは花と果物を受粉と動物による分散のために見えるようにします.
フィコビリン
フィコビリンは、水に可溶な色素であり、したがって、葉緑体の細胞質または間質に見られる。それらはシアノバクテリアと紅藻だけで発生します。紅藻類）.
フィコビリンは、光のエネルギーを吸収するためにそれらを使用する生物にとって重要であるだけでなく、研究ツールとしても使用されています。.
ピコシアニンやフィコエリトリンなどの強い光化合物にさらされると、それらは光のエネルギーを吸収して放出し、非常に狭い範囲の波長の蛍光を放出します。.
この蛍光によって発生する光は非常に際立って信頼性があるので、フィコビリンは化学的「標識」として使用することができる。これらの技術は、腫瘍細胞を「タグ付け」するために癌研究で広く使用されています.
参考文献
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