Sadržaj:
2023 Autor: Jake Johnson | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-05-24 23:12
Apsorpcija svjetlosti kompleksom "Antenna"
Funkcionalno, molekuli hlorofila djeluju u grupama. Svjetlost se sakuplja kompleksom formiranim od 200-300 molekula pigmenta, koji su povezani s proteinima koji formiraju kompleks antene za prikupljanje svjetlosti (LHC, Light-Harvesting-Complex). Prema toj koncepciji, energija fotona, apsorbirana u bilo kojoj tački u nizu antenskih molekula klorofila, migrira u reakcioni centar koji potiče događaj prijenosa elektrona (slika ispod)
Pojednostavljeni model svjetlosnog kompleksa (LHC). Energija fotona koju apsorbuju pigmenti (hlorofili) "antena" prenosi se induktivnom rezonancom do reakcionih centara (hlorofil P680 u fotosistemu II i hlorofil P 700 u fotosistemu I). Ovi reakcioni centri prenose energetski “bogati” elektron do receptora (feofitin na PSII i A 0 na PSI , respektivno) i primaju energetski "loši" elektron od donora (ostatak tirozina na PSII i plastocijanin naPSI, odnosno)
Fotosinteza počinje apsorpcijom fotona od strane molekula "antene". Ovaj događaj se dešava u vrlo kratkom vremenu od dvije femtosekunde (2 x 10-15 sekundi). Kada svjetlost apsorbira atom u stanjufundamentalno, sva energija fotona se dodaje u i atom zatim prelazi iz osnovnog elektronskog stanja (So) u singletno pobuđeno stanje, bogato energijom. Singletna uzbuđena stanja mogu biti S1 i S2.
Kada molekul hlorofila apsorbuje energiju fotona plave svetlosti, on prelazi u singletno pobuđeno stanje S2. Nakon apsorpcije energije fotona crvene svjetlosti, hlorofil ulazi u singletno pobuđeno stanje S1.
Prelazak sa S2 na S1 je izuzetno brz (približno 10-12 sekunde). Razlika u energiji između S2 i S1gubi se kao toplota.
Prelaz iz pobuđenog stanja S1 u osnovno stanje S0 je spor i energija se rasipa na različite načine, koji može emitiranje fotona svjetlosti natrag u medij (fenomen nazvan fluorescencija) ili prijenos energije između molekula klorofila do reakcionog centra (fenomen nazvan induktivna rezonancija), uz odgovarajuću emisiju elektrona bogatog energijom reakcionog centra (fotohemijska redoks reakcija) – slika ispod.
Pojednostavljeni model ekscitacije molekula hlorofila i prijenosa energije induktivnom rezonancom. Kada hlorofil apsorbuje plavo svetlo, on prelazi iz osnovnog stanja S0 do drugog singletnog pobuđenog stanja (S2). Kada apsorbuje crvenu svjetlost, hlorofil prelazi uprvo singletno pobuđeno stanje (S1). Energetska razlika između S2 i S1 gubi se kao toplota. Iz stanja S1, energija pobude može se izgubiti kao svjetlost (fluorescencija) ili prenijeti induktivnom rezonancom do reakcionog centra.
