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光合色素
存在于葉綠體基粒中的物質(zhì)
基本信息
| 中文名 | 光合色素 |
| 外文名 | photosynthetic pigment |
| 存在于 | 葉綠體基粒 |
| 韓語 | ?? ?? |
| 西班牙語 | Pigmentos |
| 法語 | Pigments photosynthétiques |
收起
簡介
結(jié)構(gòu)
光合色素
功能
依功能不同，光合色素可分成天線色素和反應(yīng)中心色素兩類。天線色素捕獲光能，并將光能傳給反應(yīng)中心。極大部分光合色素都起這一作用。反應(yīng)中心色素的作用是以光能來引起電荷分離及光化學反應(yīng)。它的主要成分是特殊的葉綠素a,其存在狀態(tài)和光譜性質(zhì)不同于一般的葉綠素a。光合色素所以能表現(xiàn)其特殊功能，是由于它在光合器中以特定的形式和蛋白質(zhì)、脂質(zhì)等結(jié)合。結(jié)合態(tài)的光合色素的性質(zhì)如吸收光譜、氧化還原電位等，和非結(jié)合態(tài)的有明顯差別。例如，葉綠體中的葉綠素a的紅光波段吸收峰與在丙酮溶液中時相比，向長波方向偏數(shù)十納米。光系統(tǒng)Ⅰ(PSⅠ)的葉綠素在照光時，在700納米處有光吸收變化，光系統(tǒng)Ⅱ(PSⅡ)的則在680納米處有光吸收變化(因而把光系統(tǒng)Ⅰ，Ⅱ分別稱為P700和P680)。在PSⅠ中的葉綠素 a的氧化還原電位比離體時測得的數(shù)值低得多。
葉綠素
葉綠素chlorophyll 存在于光合作用生物類囊體中的同化色素的一種。在高等植物C3植物的葉綠體中，葉綠素a、b兩類大致以3∶1存在。在中央具有一個Mg原子的二氫卟吩（dihydroporphin）的衍生物上，葉綠素a、b是甲醇及葉綠醇與酯結(jié)合的物質(zhì)。葉綠素a及b用稀酸處理， Mg被H置換，而變成去鎂葉綠素a、 b。另外通過葉綠素酶脫掉葉綠素分子中的植基（Phytyl），就產(chǎn)生脫植基葉綠素a、b（chlorophyllide）。通常在黃化葉的原生質(zhì)體中有原脫植基葉綠素（proto－chlorophyllide）代替葉綠素，通過光照射，它又變成為脫植基葉綠素，最后形成葉綠素。現(xiàn)已知除光合細菌外，所有光合生物都含有葉綠素a。高等植物和紅藻含有葉綠素b，硅藻和褐藻含有葉綠素c，紅藻的某些種含有葉綠素d。光合細菌中含有細菌葉綠素a、b、c、d。葉綠素a的固體是黑色，其溶液是藍綠色。葉綠素b的固體是綠黑色，溶液是綠色。葉綠素在紅色與藍紫色部分表現(xiàn)出明顯的吸收光譜。葉綠素a、b、c、d在乙醚溶液中的紅色與藍紫色部分吸收最大（毫微米），分別為662，430；644，455； 628，447； 688，447（參見圖）。在生活細胞中，它們的主要吸收帶和在溶媒中比較，是在10—50毫微米波長范圍內(nèi)變動。根據(jù)活細胞的分光光度學的研究，已知在類囊體中至少有四種形態(tài)的葉綠素a存在。葉綠素在有機溶劑中發(fā)生強烈的熒光。在用光照射活細胞時所見到的葉綠素熒光，遠比在溶媒中的少。
組成
葉綠素是植物中進行光合作用的主要色素，是一類含脂的色素家族，位于類囊體膜，并且賦予植物的綠色。葉綠素吸收的光主要是藍紫色和紅色而不是綠色光，（綠光吸收量少，故葉綠素呈綠色）它在光合作用的光吸收中起核心作用。葉綠素分子是由兩部分組成的：核心部分是一個卟啉環(huán)(porphyrin ring),其功能是光吸收; 另一部分是一個很長的脂肪烴側(cè)鏈，稱為葉綠醇(phytol),葉綠素用這種側(cè)鏈插入到類囊體膜。與含鐵的血紅素基團不同的是，葉綠素卟啉環(huán)中含有一個鎂原子。葉綠素分子通過卟啉環(huán)中單鍵和雙鍵的改變來吸收可見光。
類胡蘿卜素
類胡蘿卜素（carotenoid）是一類由8個異戊二烯單位組成的，含有40個碳原子的化合物，不溶于水而溶于有機溶劑。葉綠體中的類胡蘿卜素含有兩種色素，即胡蘿卜素（carotenoid）和葉黃素（xanthophyll），前者呈橙黃色，后者呈黃色。一般情況下，葉片中葉綠素與類胡蘿卜素的比值約為3:1，所以正常的葉子呈現(xiàn)綠色。而在葉子衰老過程中，葉綠素較易降解，而類胡蘿卜素比較穩(wěn)定，所以葉片呈現(xiàn)黃色。
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