מֵידָע

מה המשמעות של "שיא פוטוסינתזה של כלורופיל" ביחס לאורך גל הפוטונים?

מה המשמעות של


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

כשקראתי על איך צמחים ירוקים/עליים עובדים, ראיתי שיש להם כלורופיל A & B, המאפשרים לצמח להשתמש באנרגיה מהאור על ידי לכידה והתמרה.

כשקראתי על כלורופיל, ראיתי כמה תרשימים המציגים "נקודות שיא" עבור כל סוג עבור אורכי גל אור. ככל הנראה, לכל סוג כלורופיל יש את שתי נקודות השיא.

מכיוון מקריאה נוספת אני לומד שצמחים יכולים להשתמש בכל האור בספקטרום הנראה לפוטוסינתזה, אני תוהה (השאלות שלי >>):

  • למה "נקודות שיא" באורך הגל תואמות / מייצגות?
  • במה שונה שיא האור בספקטרום האדום (נניח בסביבות 630 ננומטר) (או משפיע על הצמחים) בהשוואה לאור בקצב הספקטרום האדום בשיא 680 ננומטר (שאני מביא שהוא כלורופיל שיא)?
  • כאשר אותה כמות של שטף קרינה מוקרנת לעלים באורכי גל שונים, האחד רחוק מפסגת כלורופיל והשני קרוב, איזה מהם נותן יותר אנרגיה לשתול ולמה?

דבר ראשון יש לציין כי ספקטרום הספיגה של כלורופיל A וכלורופיל B דומה אך לא זהה. הסיבה להופעת ספקטרום הספיגה היא כיוון שהאור מורכב מפוטונים של אור. לפוטון שונה יש תדירות ואנרגיה תנודות שונות. המהות של ספיגת הכלורופיל היא קליטת פוטונים. לאחר קליטת כלורופיל של פוטון, המעבר האלקטרונים ממצב הקרקע למצב הנרגש, וקבלת מים אלקטרוניים מהמים גורמים לפירוק. רק פוטון בעל תדר רטט תהודה עם אלקטרונים, והוא יכול לעמוד בדרישות האנרגיה של מעברים אלקטרוניים על מנת להיספג בכלורופיל. אנרגיית הפוטון באורכי גל שונים של אור שונה. זו גם הסיבה לכך שאורכי גל שונים של אור משפיעים על קליטת אור הכלורופיל.

פשוט הסבירו את ספקטרום הקליטה:

  • 280 ~ 315nm יש השפעה קטנה של מורפולוגיה של הצמחים ותהליכים פיזיולוגיים
  • קצב ספיגה של 315 ~ 400 ננומטר קטן, משפיע על תקופת הצילום, מונע התארכות גזע
  • 400 ~ 520nm (כחול) יחס הספיגה של כלורופיל וקרוטנואיד באור זה הוא מקסימלי, יש לו את ההשפעה הגדולה ביותר על הפוטוסינתזה
  • קצב הקליטה של ​​520 ~ 610 ננומטר אינו גבוה
  • 610 ~ 720nm (אדום) קצב ספיגה נמוך. יש לו השפעה משמעותית על הפוטוסינתזה ועל השפעת מחזור האור של הכלורופיל.
  • 720 ~ 1000nm קצב ספיגה נמוך, לעורר התארכות תאים, השפעת פריחה ונביטת זרעים
  • 1000 ננומטר מומרים לחום

נ.ב. אור לבן הוא תערובת של אור


נתחיל קודם כל בספקטרום הקליטה (תמונה מדף ויקיפדיה בכלורופיל):

מה שאתה רואה באיור הוא קליטת האור בכל רחבי הספקטרום הגלוי על ידי כלורופיל a (כחול) ו- b (אדום). ככל שהפסגות גבוהות יותר, כך הספיגה גבוהה יותר. מה שאנחנו יכולים לראות הוא שכלורופיל סופג אור בערך עד 500 ננומטר (ננומטר) ומ-620 ננומטר. האור בין זה אינו נבלע, אלא מוחזר. זהו האור הירוק והסיבה לכך שעלים ירוקים. מעל 700 ננומטר האור מוחזר שוב, זו הסיבה מדוע עלים ירוקים נראים לבנים בצילום אינפרא אדום.

השיא של שני הכלורופילים מבטיח שניתן להשתמש באור של אורך הגל ביעילות לפוטוסינתזה. מכיוון שעלים מכילים את שני הכלורופילים, זה נותן טווח רחב יותר לספיגת אנרגיה מאשר עם אחד בלבד. בנוסף, שני מקסימום הספיגה רחוקים מספיק אחד מהשני כדי למנוע מכלורופיל אחד "לגנוב" אור מהאחר.

האור הקרוב יותר לשיא מעביר יותר אנרגיה מכיוון שהוא ייספג טוב יותר. ככל שתתקרב למקסימום של עקומות הספיגה, כך הספיגה והעברת האנרגיה יהיו גבוהים יותר.


למה "נקודות שיא" באורך הגל תואמות / מייצגות?

נקודות השיא של הכלורופיל ו ההתכתבות שלהם עם ספקטרום הפעולה מצביעה על כך שלכלורופילים תפקיד מרכזי בפוטוסינתזה, ברור גם כי כלורופיל אינו הכימיקל היחיד המעורב בקציר אור וכי משתמשים בפיגמנטים אחרים של אנטנות.

כפי שהוזכר בתשובתו של כריס כלורופילים (ברבים) סופגים ומחזירים אור בדרגות שונות בתדרים שונים, כפי שהוסבר בדף האינטרנט בקישור שסופק (בקטע פוטוסינתזה).

מדף הכלורופיל של ויקיפדיה, קטע "מדידת תוכן כלורופיל":

"ב -90% מים אצטון, אורכי גל הספיגה של כלורופיל א הם 430 ננומטר ו -664 ננומטר; פסגות לכלורופיל b הן 460 ננומטר ו -647 ננומטר; לכלורופיל c יש כמה איזומרים, פסגות עבור c$_1$ הם 442 ננומטר ו -630 ננומטר; פסגות עבור כלורופיל ג$_2$ הם 444 ננומטר ו -630 ננומטר; מגוון ג$_3$ מתגלה לאחרונה; השיאים של כלורופיל d הם 401 ננומטר, 455 ננומטר ו-696 ננומטר;" כלורופיל f (גם הוא תגלית חדשה יותר מהמידע המוצע בויקיפדיה) נספג ב-720 ננומטר - מה שהופך אותו לכלורופיל המוסט ביותר עד כה.

שימו לב ששיא הסורט של כלורופיל A מספק את קצב הצמיחה הגדול ביותר. אור כחול משפיע גם על פוטוטרופיזם יותר מאשר אדום. אורכי גל שונים משפיעים בצורה שונה על הצמח, חלקם גורמים לצמיחה בעוד שאורכי גל אחרים מסדירים כיפוף, אפילו התפתחות זרעים.

הנה תמונה מדף האינטרנט של cell.us: "צמחים ירוקים בספקטרום פעולה":

שים לב כי צמחים משקפים אור אינפרא אדום מעבר ל 700 ננומטר, ולכן הם נראים לבנים (במקום שחורים) בתצלום האינפרא אדום בצד ימין:

לחץ כדי להגדיל

במה שונה שיא האור בספקטרום האדום (נניח בסביבות 630 ננומטר) (או משפיע על הצמחים) בהשוואה לאור בקצב הספקטרום האדום בשיא 680 ננומטר (שאני מביא שהוא כלורופיל שיא)?

כלורופיל b פשוט מרחיב את טווח האור השמיש העומד לרשות הצמח.

כאשר אותה כמות שטף זוהר מוקרנת עלים באורכי גל שונים, האחד רחוק משיא כלורופיל השני ליד, מה שנותן יותר אנרגיה לשתול ולמה?

לתדרי האור הקרובים ביותר לאחת הפסגות יש את ההשפעה הגדולה ביותר על הצמיחה, כפי שניתן לראות מספקטרום הפעולה האור הכחול הוא אנרגטי יותר מאדום ואפילו לאור הרצועה האמצעית (ירוק) יש השפעה קטנה אך משמעותית על הצמיחה. מכיוון שאור ירוק אינו נספג חלק משתקף וחלק עובר דרך העלים העליונים אל העלים המוצלים התחתונים.

צמחים משתמשים באור בצורה לא יעילה מכיוון שהוא אינו גורם מגביל בצמיחתו, במקום CO$_2$ הוא.


צפו בסרטון: פוטוסינתזה - כיתה ו (אוֹקְטוֹבֶּר 2022).