La Fotosintesi I pigmenti fotosintetici Clorofille Carotenoidi.

Presentazione sul tema: "La Fotosintesi I pigmenti fotosintetici Clorofille Carotenoidi."— Transcript della presentazione:

1 La Fotosintesi I pigmenti fotosintetici Clorofille Carotenoidi

2 Pigmenti fotosintetici: Le clorofille
Appartengono alla famiglia delle metallo-porfirine. Possiedono un anello tetrapirrolico ciclico con un atomo di Mg coordinato al centro. Presentano un alcool alifatico isoprenoide (fitolo) esterificato al C7 QUESTA coda idrofobica ancora la molecola di Chl alla membrana del tilacoide

3 Pigmenti fotosintetici:clorofille
Nelle piante superiori: 70 % di Chl a 30 % di Chl b

4 Clorofille Clorofilla a: in tutti gli organismi con fotosintesi ossigenica (nei complessi antenna e nei centri di reazione) Clorofilla b: negli organismi fotosintetici verdi (piante vascolari, briofite, alghe verdi, Euglenoidi). Clorofille c1,c2: pigmenti accessori in diversi gruppi algali (Diatomee, Feofite). Batterioclorofille: presenti nei batteri con fotosintesi anossigenica, alcune fanno parte dei centri di reazione.

5 Assorbimento di luce Chl a e Chl b si differenziano per un solo gruppo sostituente ma ... … questa differenza influenza notevolmente lo spettro di assorbimento Chl a: Abs MAX 430 e 662 nm (smeraldo) Chl b: Abs MAX 453 e 642 nm (blu verde)

6 Spettro di assorbimento delle clorofille
Chl a: Abs MAX 430 e 662 nm Chl b: Abs MAX 453 e 642 nm Non assorbono il verde

7 Assorbimento di luce Chl a: Abs MAX 430 e 662 nm
Chl b: Abs MAX 453 e 642 nm Non assorbono il verde Link a applet spettro

8 Biosintesi della clorofilla
La sintesi di clorofilla è stimolata dalla luce Piante cresciute al buio  eziolatura La sintesi della clorofilla si arresta ad uno stadio intermedio (protoclorofillide), precedente la incorporazione di Mg Ruolo di Fe nella sintesi della Chl Carenza di Fe  piante clorotiche

9 Pigmenti fotosintetici: I carotenoidi
Antiossidante Visione (retinolo) Colore del tuorlo d’uovo Vitamina A=Vitamina A Caroteni (no ossigeno) Carotenoidi Xantofille (+ ossigeno)

10 Spettro di assorbimento dei carotenoidi

11 Ruolo dei carotenoidi Assorbimento di luce
Protezione del sistema fotosintetico da danni ossidativi causati da: Alte temperature  alte irradianze ROS prodotti durante le reazioni luminose Erbicidi inibitori della sintesi di carotenoidi

12 Spettri di assorbimento e spettro di azione della fotosintesi

13 Assorbimento di luce ed eccitazione dei pigmenti
PREMESSA Legge di Stark Einstein Una molecola può assorbire un solo fotone per volta … …  un solo elettrone eccitato per volta

14 Assorbimento di luce ed eccitazione dei pigmenti

15 Eccitazione dei pigmenti

16 Eccitazione dei pigmenti

17 Effetto del numero di doppi legami sulle transizioni elettroniche π  π*
Aumentando il numero di doppi legami coniugati aumenta il λ efficace per la transizione: necessaria meno energia

18 Eccitazione della clorofilla
L’energia del fotone assorbito determina il livello energetico dello stato eccitato. Sono possibili 3 stati eccitati della chl: primo singoletto, secondo singoletto, tripletto

19 Eccitazione dei pigmenti

20 Eccitazione della clorofilla

21 Lo stato di tripletto della clorofilla
La clorofilla tripletto 3chl può trasferire energia all’ O2 molecolare formando Ossigeno singoletto. Molto pericoloso. I carotenoidi possono deeccitare 3chl e 1O2 formando 3car: non pericoloso perché decade termicamente.

22 De-eccitazione della clorofilla
Energia dissipata sotto forma di calore o di luce (fluorescenza 680 nm) Sistema biologico non adatto ad utilizzare l’energia assorbita: es. chl isolata dal cloroplasto, fotosistemi inefficienti o danneggiati.

23 De-eccitazione della clorofilla
Energia dissipata sotto forma di calore o di luce (fluorescenza 680 nm) Sistema biologico non adatto ad utilizzare l’energia assorbita: es. chl isolata dal cloroplasto, fotosistemi inefficienti o danneggiati. Trasferimento di energia per risonanza Da un pigmento all’altro dell’antenna

24 De-eccitazione della clorofilla
Energia dissipata sotto forma di calore o di luce (fluorescenza 680 nm) Sistema biologico non adatto ad utilizzare l’energia assorbita: es. chl isolata dal cloroplasto, fotosistemi inefficienti o danneggiati. Trasferimento di energia per risonanza Da un pigmento all’altro dell’antenna Trasferimento di elettroni (Fotoossidazione) Dal Centro di reazione all’accettore: l’elettrone eccitato viene trasferito assieme all’energia di eccitazione. Il buco elettronico viene riempito dall’acqua

25 De-eccitazione per risonanza

26 Per il trasferimento di energia per risonanza:

27 Trasferimento di energia per FOTOOSSIDAZIONE

28 Assorbimento e trasferimento di energia nel cloroplasto

29 Fotosintesi: animazione fase luminosa