光合色素 (Photosynthetic pigments)
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在光合作用中参与吸收、传递光能或引起原初光化学反应的色素。高等植物和大部分藻类的光合色素是叶绿素 a, b和类胡萝卜素;在许多藻类中除叶绿素 a, b外,还有叶绿素 c, d和藻胆素,如藻红素和藻蓝素;在光合细菌中是细菌叶绿素等;在嗜盐菌中则是一种类似视紫质的色素 11-顺 -视黄醛( 11- cis- retinal)。
叶绿素 a, b和细菌叶绿素都由一个与镁络合的卟啉环和一个长链醇组成,它们之间仅有很小的差别。类胡萝卜素是由异戊烯单元组成的四萜,藻胆素是一类色素蛋白,其生色团是由吡咯环组成的链,不含金属,而类色素都具有较多的共轭双键。除盐细菌中的假视紫红质(一种胡萝卜素)外,它们都不直接参与光化学反应,只参与光的吸收和能量的传递,所以曾称为辅助色素。但叶绿素 b和一部分叶绿素 a也不直接参加光化学反应,也可看作辅助色素。几类色素的吸收光谱不同,特别是藻红素和藻蓝素的吸收光谱与叶绿素的相差很大,这对于在海洋里生活的藻类适应不同的光质条件,有生态意义。
依功能不同,光合色素可分成天线色素和反应中心色素两类。天线色素捕获光能,并将光能传给反应中心。极大部分光合色素都起这一作用。反应中心色素的作用是以光能来引起电荷分离及光化学反应。它的主要成分是特殊的叶绿素 a,其存在状态和光谱性质不同于一般的叶绿素 a。光合色素所以能表现其特殊功能,是由于它在光合器中以特定的形式和蛋白质、脂质等结合。结合态的光合色素的性质如吸收光谱、氧化还原电位等,和非结合态的有明显差别。例如,叶绿体中的叶绿素 a的红光波段吸收峰与在丙酮溶液中时相比,向长波方向偏数十纳米。光系统Ⅰ( PSⅠ)的叶绿素在照光时,在 700纳米处有光吸收变化,光系统Ⅱ( PSⅡ)的则在 680纳米处有光吸收变化(因而把光系统Ⅰ,Ⅱ分别称为 P700和 P680)。在 PSⅠ中的叶绿素 a的氧化还原电位比离体时测得的数值低得多。