的光合色素是吸收和反射可见光，这使得对某些波长的化学化合物他们出现“多彩”。不同类型的植物，藻类和蓝细菌具有光合色素，它们吸收不同的波长并产生不同的颜色，主要是绿色，黄色和红色。
这些色素是某些自养生物（例如植物）所必需的，因为它们可以帮助它们利用多种波长来光合作用生产食物。由于每种颜料仅在某些波长下发生反应，因此存在不同的颜料，它们可以捕获更多的光（光子）。
特点
如前所述，光合作用色素是负责吸收发生光合作用过程所需的光的化学元素。通过光合作用，来自太阳的能量转化为化学能和糖。
阳光由不同的波长组成，这些波长具有不同的颜色和能级。并非所有波长都在光合作用中均等使用，这就是为什么存在不同类型的光合色素的原因。
光合生物包含仅吸收可见光波长并反射其他波长的色素。颜料吸收的一组波长是其吸收光谱。
颜料吸收特定的波长，而反射不吸收的波长。颜色只是颜料反射的光。例如，植物看起来绿色，因为它们包含许多反射绿光的叶绿素分子a和b。
光合颜料的类型
光合色素可分为三种类型：叶绿素，类胡萝卜素和藻胆素。
叶绿素
叶绿素是绿色的光合作用色素，其结构中含有卟啉环。它们是稳定的环状分子，电子可在其周围自由迁移。
因为电子自由移动，所以该环具有容易获得或失去电子的电势，因此具有向其他分子提供激发电子的电势。这是叶绿素“捕获”阳光能量的基本过程。
叶绿素的种类
叶绿素有几种类型：a，b，c，d和e。其中，在高等植物的叶绿体中仅发现两种：叶绿素a和叶绿素b。最重要的是叶绿素“ a”，因为它存在于植物，藻类和光合作用的蓝细菌中。
叶绿素“ a”通过将其活化的电子转移到其他可制糖的分子上，从而使光合作用成为可能。
叶绿素的第二种类型是叶绿素“ b”，仅在所谓的绿藻和植物中发现。就其本身而言，仅在生色团的光合作用成员中发现叶绿素“ c”，例如甲鞭毛。
这些主要组中叶绿素之间的差异是它们与先前所认为的不紧密相关的最早迹象之一。
叶绿素“ b”的量约为叶绿素总含量的四分之一。就其本身而言，在所有光合植物中都发现了叶绿素“ a”，这就是为什么它被称为通用光合色素的原因。它也被称为主要光合作用色素，因为它执行光合作用的主要反应。
在所有参与光合作用的色素中，叶绿素起着基本作用。因此，其余的光合颜料被称为辅助颜料。
辅助颜料的使用使其能够吸收更宽的波长范围，因此可以从阳光中捕获更多能量。
类胡萝卜素
类胡萝卜素是另一类重要的光合色素。这些吸收紫色和蓝绿色的光。
类胡萝卜素提供水果所呈现的鲜艳色彩。例如，番茄中的红色是由于番茄红素的存在，玉米种子中的黄色是由玉米黄素引起的，橙皮中的橙色是由β-胡萝卜素引起的。
所有这些类胡萝卜素在吸引动物和促进植物种子的扩散方面都非常重要。
像所有光合色素一样，类胡萝卜素有助于捕获光，但它们还具有另一个重要功能：消除太阳的多余能量。
因此，如果叶子接收大量能量而没有使用该能量，则该过量会损坏光合作用复合物的分子。类胡萝卜素参与吸收多余的能量并帮助将其作为热量散发。
类胡萝卜素通常是红色，橙色或黄色的颜料，并包括众所周知的化合物胡萝卜素，它使胡萝卜具有颜色。这些化合物由通过碳原子“链”连接的两个小的六碳环组成。
由于其分子结构，它们不溶于水，而是与细胞内的膜结合。
类胡萝卜素不能直接利用光能进行光合作用，但必须将吸收的能量转移到叶绿素上。因此，它们被认为是辅助颜料。高度可见的辅助色素的另一个例子是岩藻黄质，它使海藻和硅藻具有棕色。
类胡萝卜素可分为两类：胡萝卜素和叶黄素。
胡萝卜素
胡萝卜素是有机化合物，广泛用作植物和动物的色素。它们的通式为C40H56，不含氧。这些颜料是不饱和烃。也就是说，它们具有许多双键并属于类异戊二烯系列。
在植物中，胡萝卜素赋予花朵（金盏花），果实（南瓜）和根（胡萝卜）黄色，橙色或红色。在动物中，它们在脂肪（黄油），蛋黄，羽毛（金丝雀）和贝壳（龙虾）中可见。
最常见的胡萝卜素是β-胡萝卜素，它是维生素A的前体，被认为对动物非常重要。
叶黄素
叶黄素是黄色颜料，其分子结构与胡萝卜素相似，但区别在于它们含有氧原子。一些例子是：C 40 H 56 O（隐黄质），C 40 H 56 O 2（叶黄素，玉米黄质）和C 40 H 56 O 6，它们是上述褐藻的岩藻黄质。
胡萝卜素的颜色通常比叶黄素更橙色。胡萝卜素和叶黄素都可溶于有机溶剂，例如氯仿，乙醚等。与叶黄素相比，胡萝卜素在二硫化碳中的溶解度更高。
类胡萝卜素的功能
-类胡萝卜素用作辅助色素。它们吸收可见光谱中部的辐射能并将其转移到叶绿素上。
-它们保护叶绿体组分免受水光解过程中产生和释放的氧气的影响。类胡萝卜素通过其双键吸收氧并将其分子结构改变为较低的能量（无害）状态。
-叶绿素的激发态与分子氧反应形成高度破坏性的氧态，称为单线态氧。类胡萝卜素通过关闭叶绿素的激发态来防止这种情况。
-三种叶黄素（紫黄质，花药黄嘌呤和玉米黄质）通过将多余的能量转化为热量来进行耗散。
-由于它们的颜色，类胡萝卜素使花朵和水果可见，从而可以被动物授粉和散布。
藻胆素
藻胆素是水溶性颜料，因此存在于叶绿体的细胞质或基质中。它们仅出现在蓝细菌和红藻（红藻）中。
藻胆素不仅对使用它们来吸收光能的生物很重要，而且还用作研究工具。
当诸如藻蓝蛋白和藻红蛋白的化合物暴露于强光下时，它们吸收光能并通过在非常窄的波长范围内发射荧光来释放光能。
这种荧光产生的光是如此独特和可靠，以至于藻蓝蛋白可以用作化学“标签”。这些技术被广泛用于癌症研究中以“标记”肿瘤细胞。
参考文献
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