БИОЛОГИЯ Том 1 - руководство по общей биологии - 2004

7. АВТОТРОФНОЕ ПИТАНИЕ

7.5. Пигменты фотосинтеза

Пигменты фотосинтеза у высших растений подразделяются на два класса: хлорофиллы и каротиноиды. Основное назначение пигментов — поглощать световую энергию, превращая ее затем в химическую энергию. Пигменты располагаются на мембранах хлоропластов (тилакоидах), а хлоропласты в клетке обычно ориентируются таким образом, чтобы мембраны находились под прямым углом к источнику света (для максимального поглощения света).

7.5.1. Хлорофиллы

Хлорофиллы поглощают в основном красный и сине-фиолетовый свет, зеленый свет ими отражается, что и придает растениям специфическую зеленую окраску, если она не маскируется другими пигментами. На рис. 7.9 приведены спектры поглощения хлорофиллов а и b в сравнении с каротиноидами.

В состав молекулы хлорофилла (рис. 7.10) входит плоская голова, поглощающая свет, в центре которой расположен атом магния. Этим можно объяснить, почему растения нуждаются в магнии и почему дефицит магния приводит к уменьшению образования хлорофилла и пожелтению листьев растения. Молекула хлорофилла включает в себя еще и длинный гидрофобный (отталкивающий воду) углеводородный хвост. Внутренние мембраны также гидрофобны (раздел 5.9.6), поэтому хвосты «забрасываются» внутрь тилакоидных мембран и служат своеобразным якорем. Гидрофильные головы располагаются в плоскости мембранных поверхностей подобно солнечным батареям. У различных хлорофиллов к головам прикреплены различные боковые цепи, что приводит к изменению их спектров поглощения, увеличивая диапазон длин волн поглощаемого света.

Хлорофилл а — наиболее часто встречающийся пигмент фотосинтеза. Он существует в нескольких формах, в зависимости от расположения в мембране. Каждая форма едва отличается по положению пика адсорбции в красной области; например, значения максимума могут составлять 670, 680, 690 или 700 нм.

Рис. 7.9. Спектры поглощения хлорофиллов а и b и каротиноидов. Спектры поглощения показывают количество света различных длин волн, поглощенного пигментом.

Рис. 7.10. Строение молекулы хлорофилла

7.3. В чем различия между спектрами поглощения хлорофиллов а и b?