光合色素（存在于叶绿体基粒中的物质）
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更新时间：2023-05-19
光合色素
存在于叶绿体基粒中的物质
基本信息
| 中文名 | 光合色素 |
| 外文名 | photosynthetic pigment |
| 存在于 | 叶绿体基粒 |
| 韩语 | 포토 크롬 |
| 西班牙语 | Pigmentos |
| 法语 | Pigments photosynthétiques |
收起
简介
结构
功能
依功能不同，光合色素可分成天线色素和反应中心色素两类。天线色素捕获光能，并将光能传给反应中心。极大部分光合色素都起这一作用。反应中心色素的作用是以光能来引起电荷分离及光化学反应。它的主要成分是特殊的叶绿素a,其存在状态和光谱性质不同于一般的叶绿素a。光合色素所以能表现其特殊功能，是由于它在光合器中以特定的形式和蛋白质、脂质等结合。结合态的光合色素的性质如吸收光谱、氧化还原电位等，和非结合态的有明显差别。例如，叶绿体中的叶绿素a的红光波段吸收峰与在丙酮溶液中时相比，向长波方向偏数十纳米。光系统Ⅰ(PSⅠ)的叶绿素在照光时，在700纳米处有光吸收变化，光系统Ⅱ(PSⅡ)的则在680纳米处有光吸收变化(因而把光系统Ⅰ，Ⅱ分别称为P700和P680)。在PSⅠ中的叶绿素 a的氧化还原电位比离体时测得的数值低得多。
叶绿素
叶绿素chlorophyll 存在于光合作用生物类囊体中的同化色素的一种。在高等植物C3植物的叶绿体中，叶绿素a、b两类大致以3∶1存在。在中央具有一个Mg原子的二氢卟吩（dihydroporphin）的衍生物上，叶绿素a、b是甲醇及叶绿醇与酯结合的物质。叶绿素a及b用稀酸处理， Mg被H置换，而变成去镁叶绿素a、 b。另外通过叶绿素酶脱掉叶绿素分子中的植基（Phytyl），就产生脱植基叶绿素a、b（chlorophyllide）。通常在黄化叶的原生质体中有原脱植基叶绿素（proto－chlorophyllide）代替叶绿素，通过光照射，它又变成为脱植基叶绿素，最后形成叶绿素。现已知除光合细菌外，所有光合生物都含有叶绿素a。高等植物和红藻含有叶绿素b，硅藻和褐藻含有叶绿素c，红藻的某些种含有叶绿素d。光合细菌中含有细菌叶绿素a、b、c、d。叶绿素a的固体是黑色，其溶液是蓝绿色。叶绿素b的固体是绿黑色，溶液是绿色。叶绿素在红色与蓝紫色部分表现出明显的吸收光谱。叶绿素a、b、c、d在乙醚溶液中的红色与蓝紫色部分吸收最大（毫微米），分别为662，430；644，455； 628，447； 688，447（参见图）。在生活细胞中，它们的主要吸收带和在溶媒中比较，是在10—50毫微米波长范围内变动。根据活细胞的分光光度学的研究，已知在类囊体中至少有四种形态的叶绿素a存在。叶绿素在有机溶剂中发生强烈的荧光。在用光照射活细胞时所见到的叶绿素荧光，远比在溶媒中的少。
组成
叶绿素是植物中进行光合作用的主要色素，是一类含脂的色素家族，位于类囊体膜，并且赋予植物的绿色。叶绿素吸收的光主要是蓝紫色和红色而不是绿色光，（绿光吸收量少，故叶绿素呈绿色）它在光合作用的光吸收中起核心作用。叶绿素分子是由两部分组成的：核心部分是一个卟啉环(porphyrin ring),其功能是光吸收; 另一部分是一个很长的脂肪烃侧链，称为叶绿醇(phytol),叶绿素用这种侧链插入到类囊体膜。与含铁的血红素基团不同的是，叶绿素卟啉环中含有一个镁原子。叶绿素分子通过卟啉环中单键和双键的改变来吸收可见光。
类胡萝卜素
类胡萝卜素（carotenoid）是一类由8个异戊二烯单位组成的，含有40个碳原子的化合物，不溶于水而溶于有机溶剂。叶绿体中的类胡萝卜素含有两种色素，即胡萝卜素（carotenoid）和叶黄素（xanthophyll），前者呈橙黄色，后者呈黄色。一般情况下，叶片中叶绿素与类胡萝卜素的比值约为3:1，所以正常的叶子呈现绿色。而在叶子衰老过程中，叶绿素较易降解，而类胡萝卜素比较稳定，所以叶片呈现黄色。
