Chlorofyl je zelený pigment, který umožňuje absorpci světla v rostlinách. Hraje klíčovou roli ve fotosyntéze, procesu, kterým rostliny přeměňují sluneční energii na chemickou energii.
Může se však zdát neobvyklé, že chlorofyl, který má zelenou barvu, neabsorbuje zelené světlo. Proč se tak děje? Odpověď na tuto otázku souvisí s optikou a strukturou chlorofylu.
Chlorofyl obsahuje dvě hlavní formy-chlorofyl A a chlorofyl B. Obě formy absorbují světlo ve viditelném spektru, ale mají různé maximální vlnové délky absorpce. Chlorofyl a má hlavní absorpční vrchol v červené oblasti spektra, zatímco chlorofyl B je v modré oblasti spektra. Právě tyto hlavní vrcholy absorpce chlorofylu činí rostliny zelenými.
Co dělá chlorofyl zelený?
Tento neutrální komplexní organický pigment se obvykle nachází v membránách chloroplastů, organelách rostlinných buněk, a proto jej lze pozorovat v cytoplazmě a velkosložkové struktuře – chloroplastech. Chlorofyl má díky struktuře svých molekul zelenou barvu.
| Chlorofyl "a" | Chlorofyl"b" |
| Molekuly chlorofylu " a " obsahují ve své struktuře hořčíkový iont, který se nachází ve středu hruškovité skupiny zvané porfyrinový prstenec. Tento prstenec je spojen s ocasní částí molekuly a bočními atomy uhlíku. | Molekuly chlorofylu " b "jsou podobné struktuře chlorofylu" a", ale liší se charakterem jedné z bočních skupin, což jim dodává načervenalejší odstín. |
Chlorofyl je schopen absorbovat energii světla ve formě fotonů určité vlnové délky. Absorbuje světlo modrého a červeného spektra, ale malou část zeleného. Díky této absorpci zeleného světla, které je viditelné pro lidské oko, rostliny vypadají zeleně.
Absorbovaná energie světla se pak používá k přeměně vody a oxidu uhličitého na glukózu a kyslík. Chlorofyl je tedy hlavním katalyzátorem fotosyntézy a hraje důležitou roli v životně důležité funkci rostlin a také v nutričním řetězci na naší planetě.
Zelená barva chlorofylu
Zelená barva chlorofylu je způsobena jeho schopností absorbovat světlo s určitými vlnovými délkami. Chlorofyl absorbuje světlo ve fialové a modré oblasti spektra a odráží zelenou část spektra. Je to odražené zelené světlo, které dává rostlinám zelený odstín.
Důvod, proč se odráží právě zelené světlo, souvisí s energetickými vlastnostmi chlorofylu. Chlorofyl absorbuje energii potřebnou pro fotosyntézu pomocí svého pigmentového komplexu, který zahrnuje chemicky vázané molekuly zvané chlorofyl a A B.
Chlorofyl a má schopnost absorbovat světlo o vlnové délce asi 430-450 nm, což odpovídá modré oblasti spektra. Chlorofyl B absorbuje světlo o vlnové délce asi 640-680 nm, což odpovídá červené oblasti spektra. Zároveň odrážejí světlo o vlnové délce asi 500-550 nm, které se vyskytuje v zelené oblasti spektra. To způsobuje zelenou barvu chlorofylu.
Chlorofylová zelená je tedy výsledkem jeho schopnosti absorbovat světlo v modrých a červených oblastech spektra a odrážet světlo v zelené oblasti spektra, což z něj činí klíčový pigment pro fotosyntézu a dává rostlinám výraznou zelenou barvu.
Proč chlorofyl absorbuje červené a modré světlo
Jedním z hlavních rysů chlorofylu je jeho schopnost absorbovat světlo určitých vlnových délek. Chlorofyl absorbuje červené a modré barvy spektra, které mají největší energii.
Když světlo dopadá na chlorofyl, jeho energie přechází na elektrony v molekule chlorofylu. To umožňuje elektronům projít elektronovým přenosovým řetězcem a předat energii dalším molekulám zapojeným do procesu fotosyntézy. Díky absorpci červeného a modrého světla je chlorofyl schopen dostatečně efektivně využívat sluneční energii.
Chlorofyl přitom neabsorbuje zelené světlo, které je uprostřed spektra. Zelené světlo se odráží od chlorofylu a vstupuje do očí pozorovatele a vytváří zelenou barvu rostlin. To vysvětluje, proč listy většiny rostlin vypadají zeleně.
Zelená barva chlorofylu je výsledkem interakce jeho struktury a energie světla. Chlorofyl obsahuje určité chemické vazby, které ovlivňují energetický průlet v molekule. Červené a modré světlo absorbované chlorofylem má dostatek energie k překonání těchto vazeb a aktivaci fotosyntézy.
Nestoudné pro zelené
Odpověď na tuto otázku souvisí s schopnost absorbovat světlo chlorofylu. Chlorofyl má dvě hlavní formy: chlorofyl A a chlorofyl B. Oba tyto druhy pigmentu absorbují energii ze světla v rozsahu vlnových délek od 400 do 700 nanometrů, což zahrnuje purpurové a modré spektrum.
Chlorofyl tak absorbuje všechny barvy kromě zelené. Zelené světlo ležící v oblasti velkých vlnových délek nesplňuje energetické požadavky chlorofylu, takže se odráží a dává rostlinám zelenou.
Evoluční aspekt tento jev je, že zelené spektrum světla je velmi obecné a dostupné pro rostliny. Ve slunečním světle je mnoho, a proto zelené rostliny mohou úspěšně provádět fotosyntézu a získávat dostatek energie.
Neústupnost chlorofylu vůči zelenému světlu je tedy výsledkem evolučních procesů, které umožňují rostlinám vytěžit maximum energie světla, kterou mají k dispozici.