Sắc tố quang hợp docx

Sắc tố quang hợp Trong lục lạp có 3 nhóm sắc tố chính là chlorophyll, carotenoid và phicobilin.. Tính chất lý học quan trọng nhất là chlorophyll có khả năng hấp thụ năng lượng áng sáng c

Sắc tố quang hợp

Trong lục lạp có 3 nhóm sắc tố chính là chlorophyll, carotenoid

và phicobilin Ở thực vật bậc cao có chlorophyll, carotenoid, còn ở thực vật bậc thấp thêm nhóm phicobilin

- Chlorophyll Năm 1913 Winstater đã xác định được cấu

tạo của phân tử chlorophyll Cấu trúc cơ bản của chlorophyll

là nhân porphyrin Nhân porphyrin do 4 vòng pyrol nối với nhau bằng các cầu metyl tạo thành vòng khép kín Giữa nhân

có nguyên tử Mg tạo nên cấu trúc dạng hem Bên cạnh các vòng pyrol còn có vòng phụ thứ

5 Điều đặc biệt quan trọng là trên nhân porphyrin hình thành

10 nối đôi cách là cơ sở của hoạt tính quang hoá của chlorophyll Từ nhân porphyrin

có hai gốc rượu là metol (CH3OH) và fytol (C20H39OH) nối vào tại C10 và C7

Chloropyll a (C 55 H 72 O 5 N 4 Mg)

Có nhiều loại phân tử chloropyll Các loại chlorophyll đều có phần cấu trúc giống nhau, đó là nhân porphyrin và 2 gốc rượu Mỗi loại chloropyll được đặc trưng riêng bởi các

nhóm bên khác nhau tạo nên một số tính chất khác nhau Chlorophyll là chất có hoạt tính hoá học cao, vừa có tính axit, vừa có tính kiềm Đặc biệt chloropyll có những tính chất lý học quan trọng giúp cho chúng thực hiện chức năng trong quang hợp

Tính chất lý học quan trọng nhất

là chlorophyll có khả năng hấp thụ năng lượng áng sáng chọn lọc Quang phổ hấp thụ cực đại của chlorophyll vùng tia xanh (λ: 430-460 nm) và vùng ánh sáng đỏ (λ: 620-700 nm) Nhờ

khả năng hấp thụ ánh sáng mạnh nên chloropyll có hoạt tính quang hoá Khi hấp thụ năng lượng từ các lượng tử ánh sáng, năng lượng của các lượng

tử đã làm biến đổi cấu trúc của chlorophyll làm cho phân tử chlorophyll trở thành trạng thái giàu năng lượng – trạng thái kích động điện tử Ở trạng thái

đó phân tử chlorophyll thực hiện các phản ứng quang hoá tiếp theo

Một tính chất quan trọng khác của chlorophyll là có khả năng huỳnh quang Nhờ khả năng

huỳnh quang mà năng lượng được truyền qua các hệ sắc tố để tập trung vào hai tâm quang hợp

Nhờ những tính chất trên nên chlorophyll là sắc tố có vai trò quan trọng trong quang hợp Chlorophyll tiếp nhận năng lượng ánh sáng truyền năng lượng ánh sáng thành năng lượng điện tử của chlorophyll để rồi biến đổi năng lượng điện tử thành năng lượng hoá học tích trữ trong ATP cung cấp cho quá trình tổng hợp chất hữu cơ

- Carotenoid: Carotenoid là

nhóm sắc tố phụ tạo nên các loại màu sắc của cây xanh Carotenoid gồm 2 nhóm có thành phần khác nhau: caroten

và xantohophyl

+ Caroten: có công thức tổng

+ Xantophyl: có công thức tổng quát C40HnOm (trong đó: n = 52¸ 58; m = 1¸ 6)

Caroten cũng có khả năng hấp thụ ánh sáng chọn lọc Quang phổ hấp thụ cực đại của nhóm sắc tố này nằm ở khoảng 420-500nm Như vậy nhóm

này hấp thụ ánh sáng có bước sóng ngắn Nhóm carotenoid hấp thụ khoảng 10-20% tổng năng lượng ánh sáng

và hấp thụ 30-50% tổng bức xạ sóng ngắn chiếu vào lá

Carotenoic cũng có khả năng huỳnh quang nhờ đó mà năng lượng ánh sáng do nhóm này hấp thụ có thể truyền sang cho chlorophyll để chuyển đến 2 tâm quang hợp

Chức năng chính của nhóm sắc

tố này là hấp thụ năng lượng ánh sáng rồi truyền sang cho chlorophyll

Một chức năng rất quan trọng khác của carotenoic là bảo vệ chlorophyll Có thể xem carotenoic là cái lọc ánh sáng thu bớt năng lượng của các tia bức xạ có năng lượng lớn, nhờ đó bảo vệ cho chlorophyll tránh bị phân huỷ khi chịu tác động của các tia bức xạ có năng lượng lớn

- Ficobilin: ficobilin là nhóm

sắc tố phụ phổ biến ở thực vật bậc thấp Ficobilin cũng có 2 nhóm khác nhau: Ficocyanin và Ficoerytrin

Cấu trúc Ficobilin gồm 4 vòng pyrol nối với nhau bằng cầu metyl tạo nên dạng mạch thẳng Ficobilin hấp thụ ánh sáng ở vùng có bước sóng trung bình (λ = 540-620 nm)