生物を基礎からわかりやすく!光合成色素の種類について〜光合成色素と吸収スペクトルの関係を理解しよう〜

光合成色素とは

光合成色素…葉緑体のチラコイドに含まれ、光エネルギーを吸収する色素。

光合成色素の種類

○はその生物がその光合成色素をもつことを示す(●はその中でも主要で特徴となる色素)

光合成細菌

シアノバクテリア

紅藻類

ケイ藻類

褐藻類

緑藻類

種子植物
コケ・シダ

色素

化学的性質

光合成色素

クロロフィル

Mgを中心金属とするポルフィリン環に、鎖状のフィトールが結合した脂溶性物質

クロロフィルa

青緑

 

クロロフィルb

黄緑

 

 

 

 

 

クロロフィルc

 

 

 

 

 

 

バクテリオクロロフィル

 

 

 

 

 

 

 

カロテノイド

鎖状の長い不飽和炭化水素で、脂溶性

カロテン

β-カロテン

橙黄

 

キサントフィル

ルテイン

 

 

 

 

フコキサンチン

 

 

 

 

 

フィコピリン

ポルフィリン環が開いた形で、中心金属をもたない。水溶性

フィコシアニン

 

 

 

 

 

フィコエリトリン

 

 

 

 

 

 

図 1 クロロフィルの構造

  • ①クロロフィルa
    • 青緑色に見える。→吸収している光は、色と青紫
      →見えるというのは、反射している=吸収していないということ
    • 光合成をする緑色植物すべてに含まれる。
    • 光化学系ⅠやⅡの中心にあり、他の光合成色素が吸収したエネルギーを受け取り活性化する。
    • Mgを含む分子構造である
  • ②クロロフィルb
    • 黄緑色に見える。→吸収している光は、青緑色と橙赤色。
    • 高等植物では、クロロフィルa : b = 3 : 1で含まれる。
    • Mgを含む。
  • ③バクテリオクロロフィル
    • 光合成細菌だけで含まれる光合成色素。
  • ④カロテン
    • 橙黄色に見える。
  • ⑤キサントフィル
    • 黄色に見える。

☆光について
虹の七色(紫、藍、青、緑、黄、橙、赤)は、波長の違いによる。

図 2 光の波長とヒト・ミツバチの可視光

☆光の色と波長

図 3 光の色と波長

 

吸収スペクトルと作用スペクトル

  1. 吸収スペクトル
    いろいろな光合成色素の溶液にいろいろな波長の光を照射し、光合成色素が各波長の光をどのくらい吸収したかをグラフにしたもの。

    図4 光合成色素の吸収スペクトルの例

  2. 作用スペクトル
    植物のにいろいろな波長の光を照射し、波長によって光合成速度がどう変わるかをグラフにしたもの。

図5 植物の葉の作用スペクトルの例

 

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