المحتوى
الأصباغ عبارة عن مواد كيميائية تلوين تعكس الضوء بطول موجة محدد بينما تمتص المواد الأخرى. تحتوي الأوراق والأزهار والشعاب المرجانية والجلود الحيوانية على أصباغ تمنحها ألوانها المميزة. التمثيل الضوئي هو عملية تحدث في النباتات ، ويمكن تعريفها بأنها تحويل الطاقة الضوئية إلى طاقة كيميائية. إنها عملية تنتج عن طريقها النباتات الخضراء الكربوهيدرات من ثاني أكسيد الكربون والماء بمساعدة الكلوروفيل (الصباغ الأخضر في النباتات) أثناء وجود مصدر للطاقة الضوئية.
الكلوروفيل أ
الكلوروفيل يبدو أخضر لأنه يمتص الضوء الأزرق والأحمر بينما يعكس الضوء الأخضر. إنه النوع الأكثر وفرة من الصباغ في الأوراق وأيضًا نوع الصباغ الأكثر أهمية في البلاستيدات الخضراء. على المستوى الجزيئي ، لديه حلقة البورفيرين الذي يسمح له بامتصاص الطاقة الضوئية.
كلوروفيل ب
الكلوروفيل B أقل وفرة من الكلوروفيل A لكن لديه القدرة على امتصاص كمية أكبر من الترددات الضوئية.
الكلوروفيل
الكلوروفيل C غير موجود في النباتات ، ولكن فقط في الكائنات الحية الدقيقة القادرة على إجراء التمثيل الضوئي.
كاروتينويد وفيكوبيلين
تم العثور على أصباغ كاروتينويد في العديد من الكائنات الضوئية وكذلك في النباتات. أنها تمتص الضوء في حوالي 450 إلى 550 نانومتر ، وعادة ما تظهر باللون البرتقالي والأحمر والأصفر. Phycobilin ، صبغة قابلة للذوبان في الماء ، توجد في البلاستيدات الخضراء.
آلية نقل الطاقة
تتمتع الصبغة بأهميتها في عملية التمثيل الضوئي من خلال حقيقة أنها تساعد على امتصاص الطاقة من الضوء. على المستوى الجزيئي ، تتحرك الإلكترونات الحرة في التركيب الكيميائي لأصباغ التمثيل الضوئي عند مستويات طاقة معينة. عندما تسقط عليها الطاقة الضوئية (الفوتونات) ، تمتصها الإلكترونات وتتقدم إلى مستوى الطاقة التالي. لا يمكن أن يستمروا في البقاء على نفس مستوى الطاقة ، لأن هذه ليست حالة الاستقرار لهذه الإلكترونات ، لذلك يجب عليهم تبديد هذه الطاقة والعودة إلى مستوى الطاقة المستقر. أثناء عملية التمثيل الضوئي ، تنقل هذه الإلكترونات عالية الطاقة محتوياتها إلى جزيئات أخرى ، أو يتم نقلها هي نفسها. وبهذه الطريقة ، يطلقون الطاقة التي استولوا عليها من خلال الضوء ، والتي تستخدمها بعد ذلك جزيئات أخرى لتكوين السكر والمواد المغذية الأخرى ، باستخدام مواد مثل ثاني أكسيد الكربون والماء.
حقائق
من الناحية المثالية ، يجب أن تكون الأصباغ قادرة على امتصاص الطاقة الضوئية من جميع الأطوال الموجية بحيث يمكن امتصاص الحد الأقصى. للقيام بذلك ، يجب أن تكون سوداء ، ولكن الكلوروفيل هي في الواقع خضراء أو بنية اللون ، وتمتص فقط عدد قليل من ترددات الضوء في الطيف المرئي. إذا بدأت الصبغة في امتصاص الطول الموجي بعيدًا عن طيف الضوء المرئي ، كما هو الحال مع الأشعة فوق البنفسجية أو الأشعة تحت الحمراء ، يمكن للإلكترونات الحرة الحصول على الكثير من الطاقة بحيث يتم طردها من مداراتها ، أو تبديدها قريبًا ، في شكل حرارة. لذلك ، فإن قدرة الامتصاص النشطة للصباغ مهمة جدًا للسماح بإجراء عملية التمثيل الضوئي.