Definitie en rol van chlorofyl in fotosynthese

Chlorofyl is de naam die wordt gegeven aan een groep groene pigmentmoleculen die voorkomt in planten, algen en cyanobacteriën. De twee meest voorkomende soorten chlorofyl zijn chlorofyl a, wat een blauwzwarte ester is met de chemische formule C₅₅H₇₂MgN₄O₅, en chlorofyl b, wat een donkergroene ester is met de formule C₅₅H₇₀MgN₄O₆. Andere vormen van chlorofyl omvatten chlorofyl c1, c2, d en f. De vormen van chlorofyl hebben verschillende zijketens en chemische bindingen, maar ze worden allemaal gekenmerkt door een chloorpigmentring met een magnesiumion in het midden.

Belangrijkste afhaalrestaurants: chlorofyl

• Chlorofyl is een groen pigmentmolecuul dat zonne-energie verzamelt voor fotosynthese. Het is eigenlijk een familie van gerelateerde moleculen, niet slechts één.
• Chlorofyl komt voor in planten, algen, cyanobacteriën, protisten en een paar dieren.
• Hoewel chlorofyl het meest voorkomende fotosynthetische pigment is, zijn er verschillende andere, waaronder de anthocyanen.

Het woord "chlorofyl" komt van de Griekse woorden chloros, wat "groen" betekent, en phyllon, wat "blad" betekent. Joseph Bienaimé Caventou en Pierre Joseph Pelletier isoleerden het molecuul voor het eerst in 1817.

Chlorofyl is een essentieel pigmentmolecuul voor fotosynthese, het chemische proces dat planten gebruiken om energie uit licht te absorberen en te gebruiken. Het wordt ook gebruikt als kleurstof voor levensmiddelen (E140) en als een geurverdrijvend middel. Als kleurstof voor levensmiddelen wordt chlorofyl gebruikt om een ​​groene kleur toe te voegen aan pasta, de absint en andere voedingsmiddelen en dranken. Als een wasachtige organische verbinding is chlorofyl niet oplosbaar in water. Het wordt gemengd met een kleine hoeveelheid olie wanneer het in voedsel wordt gebruikt.

Ook gekend als: De alternatieve spelling voor chlorofyl is chlorophyl.

De rol van chlorofyl in fotosynthese

De algemene evenwichtige vergelijking voor fotosynthese is:

6 CO₂ + 6 H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

waar koolstofdioxide en water reageren om glucose en zuurstof te produceren. De algehele reactie geeft echter niet de complexiteit van de chemische reacties of de betrokken moleculen aan.

Planten en andere fotosynthetische organismen gebruiken chlorofyl om licht (meestal zonne-energie) te absorberen en om te zetten in chemische energie. Chlorofyl absorbeert sterk blauw licht en ook wat rood licht. Het absorbeert slecht groen (reflecteert het), daarom zijn chlorofylrijke bladeren en algen groen.

In planten omringt chlorofyl fotosystemen in het thylakoïde membraan van organellen, chloroplasten genaamd, die geconcentreerd zijn in de bladeren van planten. Chlorofyl absorbeert licht en gebruikt resonantie-energieoverdracht om reactiecentra in fotosysteem I en fotosysteem II te activeren. Dit gebeurt wanneer energie uit een foton (licht) een elektron uit chlorofyl verwijdert in reactiecentrum P680 van fotosysteem II. Het hoogenergetische elektron komt een elektronentransportketen binnen. P700 van fotosysteem I werkt met fotosysteem II, hoewel de elektronenbron in dit chlorofylmolecuul kan variëren.

Elektronen die de elektronentransportketen binnenkomen worden gebruikt om waterstofionen te pompen (H⁺) over het thylakoïde membraan van de chloroplast. Het chemiosmotische potentieel wordt gebruikt om het energiemolecuul ATP te produceren en om NADP te verminderen⁺ aan NADPH. NADPH wordt op zijn beurt gebruikt om koolstofdioxide (CO te verminderen)₂) in suikers, zoals glucose.

Andere pigmenten en fotosynthese

Chlorofyl is het meest erkende molecuul dat wordt gebruikt om licht te verzamelen voor fotosynthese, maar het is niet het enige pigment dat deze functie dient. Chlorofyl behoort tot een grotere klasse moleculen die anthocyanen worden genoemd. Sommige anthocyanen werken in combinatie met chlorofyl, terwijl andere licht onafhankelijk of op een ander punt in de levenscyclus van een organisme absorberen. Deze moleculen kunnen planten beschermen door hun kleur te veranderen om ze minder aantrekkelijk te maken als voedsel en minder zichtbaar voor ongedierte. Andere anthocyanen absorberen licht in het groene gedeelte van het spectrum, waardoor het lichtbereik dat een plant kan gebruiken, wordt uitgebreid.

Chlorofylbiosynthese

Planten maken chlorofyl van de moleculen glycine en succinyl-CoA. Er is een tussenmolecuul genaamd protochlorophyllide, dat wordt omgezet in chlorofyl. In angiospermen is deze chemische reactie lichtafhankelijk. Deze planten zijn bleek als ze in het donker worden gekweekt omdat ze de reactie om chlorofyl te produceren niet kunnen voltooien. Algen en niet-vasculaire planten hebben geen licht nodig om chlorofyl te synthetiseren.

Protochlorophyllide vormt giftige vrije radicalen in planten, dus de biosynthese van chlorofyl is strak gereguleerd. Als ijzer, magnesium of ijzer een tekort hebben, kunnen planten mogelijk onvoldoende chlorofyl synthetiseren, waardoor ze bleek of lijken chlorotische. Chlorose kan ook worden veroorzaakt door een onjuiste pH (zuurgraad of alkaliteit) of ziekteverwekkers of insecten.