Chlorophyll Definition und Rolle bei der Photosynthese

Chlorophyll ist der Name einer Gruppe grüner Pigmentmoleküle, die in Pflanzen, Algen und Cyanobakterien vorkommen. Die beiden häufigsten Arten von Chlorophyll sind Chlorophyll a, das blauschwarz ist Ester mit der chemischen Formel C.₅₅H.₇₂MgN₄Ö₅und Chlorophyll b, das ein dunkelgrüner Ester mit der Formel C ist₅₅H.₇₀MgN₄Ö₆. Andere Formen von Chlorophyll umfassen Chlorophyll c1, c2, d und f. Die Formen von Chlorophyll haben unterschiedliche Seitenketten und chemische Bindungen, aber alle sind durch einen Chlorpigmentring gekennzeichnet, der in seiner Mitte ein Magnesiumion enthält.

Wichtige Imbissbuden: Chlorophyll

Das Wort "Chlorophyll" kommt von den griechischen Wörtern

Chlorophyll ist ein essentielles Pigmentmolekül für die PhotosyntheseDie chemischen Prozessanlagen absorbieren und nutzen Energie aus Licht. Es wird auch als Lebensmittelfarbe (E140) und als Desodorierungsmittel verwendet. Als Lebensmittelfarbe wird Chlorophyll verwendet, um Nudeln, dem Spirituosenabsinth und anderen Lebensmitteln und Getränken eine grüne Farbe zu verleihen. Chlorophyll ist als wachsartige organische Verbindung nicht wasserlöslich. Es wird mit einer kleinen Menge Öl gemischt, wenn es in Lebensmitteln verwendet wird.

Auch bekannt als: Die alternative Schreibweise für Chlorophyll ist Chlorophyl.

Das insgesamt ausgeglichene Gleichung für die Photosynthese ist:

6 CO₂ + 6 H.₂O → C.₆H.₁₂Ö₆ + 6 O.₂

wo Kohlendioxid und Wasser reagieren, um zu produzieren Glucose und Sauerstoff. Die Gesamtreaktion zeigt jedoch nicht die Komplexität der chemischen Reaktionen oder der beteiligten Moleküle an.

Pflanzen und andere photosynthetische Organismen verwenden Chlorophyll, um Licht (normalerweise Sonnenenergie) zu absorbieren und in chemische Energie umzuwandeln. Chlorophyll absorbiert stark blaues Licht und auch etwas rotes Licht. Es absorbiert Grün schlecht (reflektiert es), weshalb chlorophyllreiche Blätter und Algen erscheinen grün.

In Pflanzen umgibt Chlorophyll Photosysteme in der Thylakoidmembran von Organellen genannt Chloroplasten, die in den Blättern von Pflanzen konzentriert sind. Chlorophyll absorbiert Licht und nutzt den Resonanzenergietransfer, um Reaktionszentren in Photosystem I und Photosystem II zu aktivieren. Dies geschieht, wenn Energie aus ein Photon (Licht) entfernt ein Elektron aus Chlorophyll im Reaktionszentrum P680 des Photosystems II. Das hochenergetische Elektron tritt in eine Elektronentransportkette ein. P700 von Photosystem I arbeitet mit Photosystem II, obwohl die Elektronenquelle in diesem Chlorophyllmolekül variieren kann.

Elektronen, die in die Elektronentransportkette eintreten, werden zum Pumpen von Wasserstoffionen verwendet (H.⁺) über die Thylakoidmembran des Chloroplasten. Das chemiosmotische Potential wird genutzt, um das Energiemolekül ATP zu produzieren und NADP zu reduzieren⁺ zu NADPH. NADPH wiederum wird verwendet, um Kohlendioxid (CO) zu reduzieren₂) in Zucker wie Glukose.

Chlorophyll ist das bekannteste Molekül, mit dem Licht für die Photosynthese gesammelt wird, aber es ist nicht das einzige Pigment, das diese Funktion erfüllt. Chlorophyll gehört zu einer größeren Klasse von Molekülen, die Anthocyane genannt werden. Einige Anthocyane wirken in Verbindung mit Chlorophyll, während andere Licht unabhängig oder an einem anderen Punkt des Lebenszyklus eines Organismus absorbieren. Diese Moleküle können Pflanzen schützen, indem sie ihre Farbe ändern, um sie als Lebensmittel weniger attraktiv und für Schädlinge weniger sichtbar zu machen. Andere Anthocyane absorbieren Licht im grünen Teil des Spektrums und erweitern so den Lichtbereich, den eine Pflanze nutzen kann.

Pflanzen machen Chlorophyll aus den Molekülen Glycin und Succinyl-CoA. Es gibt ein Zwischenmolekül namens Protochlorophyllid, das in Chlorophyll umgewandelt wird. Bei Angiospermen ist diese chemische Reaktion lichtabhängig. Diese Pflanzen sind blass, wenn sie in der Dunkelheit wachsen, weil sie die Reaktion zur Produktion von Chlorophyll nicht abschließen können. Algen und nicht-vaskuläre Pflanzen benötigen kein Licht, um Chlorophyll zu synthetisieren.

Protochlorophyllid bildet in Pflanzen toxische freie Radikale, so dass die Chlorophyllbiosynthese streng reguliert wird. Wenn Eisen, Magnesium oder Eisen einen Mangel aufweisen, können Pflanzen möglicherweise nicht genügend Chlorophyll synthetisieren und erscheinen blass oder chlorotisch. Chlorose kann auch durch einen falschen pH-Wert (Säuregehalt oder Alkalität) oder durch Krankheitserreger oder Insektenbefall verursacht werden.