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.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Sắc tố quang hợp Sắc tố quang hợpTrong lục lạp có 3 nhóm sắc tốchính là chlorophyll, carotenoidvà phicobilin. Ở thực vật bậccao có chlorophyll, carotenoid,còn ở thực vật bậc thấp thêmnhóm phicobilin.- Chlorophyll. Năm 1913Winstater đã xác định được cấutạo của phân tử chlorophyll.Cấu trúc cơ bản của chlorophylllà nhân porphyrin. Nhânporphyrin do 4 vòng pyrol nốivới nhau bằng các cầu metyl tạothành vòng khép kín. Giữa nhâncó nguyên tử Mg tạo nên cấutrúc dạng hem. Bên cạnh cácvòng pyrol còn có vòng phụ thứ5. Điều đặc biệt quan trọng làtrên nhân porphyrin hình thành10 nối đôi cách là cơ sở củahoạt tính quang hoá củachlorophyll. Từ nhân porphyrincó hai gốc rượu là metol(CH3OH) và fytol (C20H39OH)nối vào tại C10 và C7. Chloropyll a (C55H72O5N4Mg)Có nhiều loại phân tửchloropyll. Các loại chlorophyllđều có phần cấu trúc giốngnhau, đó là nhân porphyrin và 2gốc rượu. Mỗi loại chloropyllđược đặc trưng riêng bởi cácnhóm bên khác nhau tạo nênmột số tính chất khác nhau.Chlorophyll là chất có hoạt tínhhoá học cao, vừa có tính axit,vừa có tính kiềm. Đặc biệtchloropyll có những tính chất lýhọc quan trọng giúp cho chúngthực hiện chức năng trongquang hợp.Tính chất lý học quan trọng nhấtlà chlorophyll có khả năng hấpthụ năng lượng áng sáng chọnlọc. Quang phổ hấp thụ cực đạicủa chlorophyll vùng tia xanh(λ: 430-460 nm) và vùng ánhsáng đỏ (λ: 620-700 nm). Nhờkhả năng hấp thụ ánh sángmạnh nên chloropyll có hoạttính quang hoá. Khi hấp thụnăng lượng từ các lượng tử ánhsáng, năng lượng của các lượngtử đã làm biến đổi cấu trúc củachlorophyll làm cho phân tửchlorophyll trở thành trạng tháigiàu năng lượng – trạng tháikích động điện tử. Ở trạng tháiđó phân tử chlorophyll thựchiện các phản ứng quang hoátiếp theo.Một tính chất quan trọng kháccủa chlorophyll là có khả nănghuỳnh quang. Nhờ khả nănghuỳnh quang mà năng lượngđược truyền qua các hệ sắc tố đểtập trung vào hai tâm quanghợp.Nhờ những tính chất trên nênchlorophyll là sắc tố có vai tròquan trọng trong quang hợp.Chlorophyll tiếp nhận nănglượng ánh sáng truyền nănglượng ánh sáng thành nănglượng điện tử của chlorophyll đểrồi biến đổi năng lượng điện tửthành năng lượng hoá học tíchtrữ trong ATP cung cấp cho quátrình tổng hợp chất hữu cơ.- Carotenoid: Carotenoid lànhóm sắc tố phụ tạo nên cácloại màu sắc của cây xanh.Carotenoid gồm 2 nhóm cóthành phần khác nhau: carotenvà xantohophyl.+ Caroten: có công thức tổngquát C40H56.+ Xantophyl: có công thức tổngquát C40HnOm (trong đó: n = 52¸58; m = 1¸ 6)Caroten cũng có khả năng hấpthụ ánh sáng chọn lọc. Quangphổ hấp thụ cực đại của nhómsắc tố này nằm ở khoảng420-500nm. Như vậy nhómnày hấp thụ ánh sáng cóbước sóng ngắn. Nhómcarotenoid hấp thụ khoảng 10-20% tổng năng lượng ánh sángvà hấp thụ 30-50% tổng bức xạsóng ngắn chiếu vào lá.Carotenoic cũng có khả nănghuỳnh quang nhờ đó mà nănglượng ánh sáng do nhóm nàyhấp thụ có thể truyền sang chochlorophyll để chuyển đến 2tâm quang hợp.Chức năng chính của nhóm sắctố này là hấp thụ năng lượngánh sáng rồi truyền sang chochlorophyll.Một chức năng rất quantrọng khác của carotenoic làbảo vệ chlorophyll. Có thểxem carotenoic là cái lọc ánhsáng thu bớt năng lượng của cáctia bức xạ có năng lượng lớn,nhờ đó bảo vệ cho chlorophylltránh bị phân huỷ khi chịu tácđộng của các tia bức xạ có nănglượng lớn.- Ficobilin: ficobilin là nhómsắc tố phụ phổ biến ở thực vậtbậc thấp. Ficobilin cũng có 2nhóm khác nhau: Ficocyanin vàFicoerytrin.Cấu trúc Ficobilin gồm 4 vòngpyrol nối với nhau bằng cầumetyl tạo nên dạng mạch thẳng.Ficobilin hấp thụ ánh sáng ởvùng có bước sóng trung bình(λ = 540-620 nm).