Χλωροφύλλη και Φωτοσύνθεση

Μόρια χλωροφύλλης

Χλωροπλάστες στα κύτταρα φυτών.
Πηγή: Wikimedia Commons.

Η χλωροφύλλη είναι ένα μόριο (ή, ακριβέστερα, μια οικογένεια παρόμοιων μορίων) που βρίσκονται κυρίως στα φυτά, αλλά και σε ορισμένα βακτήρια και φύκια. Σκοπός της είναι να απορροφάει το φως και να χρησιμοποιεί αυτή την ενέργεια ως καύσιμο για την διαδικασία της φωτοσύνθεσης.

Τα κύτταρα των οργανισμών που έχουν χλωροφύλλη περιέχουν ειδικές κατασκευές που ονομάζονται χλωροπλάστες. Αυτές είναι μικρότερες εκδόσεις των κυττάρων, με τις δικές τους μεμβράνες και εσωτερικά όργανα. Ένα φυτικό κύτταρο συνήθως έχει πολλούς χλωροπλάστες.

Η δομή χλωροπλάστων. Η χλωροφύλλη περιέχεται στο granum.
Πηγή: Wikimedia Commons.

Μέσα στους χλωροπλάστες, υπάρχουν δομές που ονομάζονται granum, τα οποία είναι στην ουσία στοίβες από "σάκους", γνωστές ως Θυλακοειδή. Μέσα σε αυτους τους σάκους, βρίσκεται η χλωροφύλλη.

Φωτοσύνθεση

Η Φωτοσύνθεση είναι η διαδικασία με την οποία το διοξείδιο του άνθρακα (CO₂) και το νερό μετατρέπονται σε γλυκόζη (C₂H₁₂O₆):

Για να λειτουργήσει αυτή η χημική αντίδραση, η ενέργεια που απαιτείται παρέχεται από τα μόρια χλωροφύλλης σε μορφή φωτονίων (φως). Η χλωροφύλλη απορροφά την ενέργεια στην ορατή περιοχή του φάσματος (ιδιαίτερα στις μπλε και κόκκινες περιοχές, και λίγο λιγότερο στην πράσινη περιοχή - η οποία είναι ο λόγος που τα φύλλα εμφανίζονται πράσινα στο ανθρώπινο μάτι).

Η ενέργεια που απορροφάται από τα μόρια χλωροφύλλης χρησιμοποιείται για να σπάσει τις ατομικές συνδέσεις C-O και H-O του CO₂ και H₂O αντίστοιχα, και στη συνέχεια σχηματίζονται δεσμοί C-H και C-O στο μόριο της γλυκόζης. Η γλυκόζη λειτουργεί σαν ένα μόριο αποθήκευσης ενέργειας, που περιέχει ενέργεια στις συνδέσεις C-O και C-H. Στη συνέχεια, η γλυκόζη μεταφέρεται σε όλο το φυτό, μέσω του κυκλοφορικού του συστήματος. Όταν το φυτό χρειάζεται ενέργεια για να ενεργοποιήσει μια χημική αντίδραση, οι ατομικοί δεσμοί της γλυκόζης διασπώνται, και απελευθερώνεται η αποθηκευμένη ενέργεια.

Εκτός από τις χλωροφύλλες, άλλες χρωστικές ουσίες, όπως τα καροτενοειδή και οι ανθοκυάνες, απορροφούν το φως σε διαφορετικά μήκη κύματος. Τα καροτενοειδή απορροφούν στη μπλε περιοχή (μεταξύ 400 και 500 nm), ενώ οι ανθοκυάνες απορροφούν κυρίως στην πράσινη περιοχή (μεταξύ 500 και 600 nm).

Κάντε κλικ εδώ να κατεβάσετε μια μικρή άσκηση για το πως καθοριζεται η ανάκλαση από γνωστή συγκέντρωση χρωστικής και αντιστρόφως, ο καθορισμός συγκέντρωσης της χρωστικής με δεδομένο το ποσοστό ανάκλαση του φωτός από τα φύλλα.