クロロフィルの励起とは?(光合成)

このQ&Aのポイント
  • クロロフィルの励起について調査した結果、光合成においてクロロフィルのポルフィリン環が励起されることが分かりました。
  • 660nmという数字は、クロロフィルが最も励起されやすい波長であることを示すものです。
  • 励起を起こす際、光は光子として作用し、クロロフィルのポルフィリン環を励起させると考えられています。
回答を見る
  • ベストアンサー

クロロフィルの励起とは?(光合成)

光合成について調べていたのですが、光合成におけるクロロフィルのポルフィリン環の励起とは、ポリフィリン環の分子全体が励起するということなのでしょうか。また、色々調べたところ660nmで励起すると言われていますが、この660nmという数字はどのように出て来たのでしょうか。また、量子力学的には光は粒子としての性質と波長としての性質を持っているそうですが、励起を起こすときは光は光子として作用しているのでしょうか、波長として作用しているのでしょうか。 まとめますと、 1、光合成におけるクロロフィルのポルフィリン環の励起とは、ポリフィリン環の分子全体が励起するということなのか 2、660nmという数字はどのように出て来たのか 3、励起を起こすときは光は光子として作用しているのでしょうか、波長として作用しているのか 以上です。 私は大学三年でバイオインフォマティクスをやっていますが、物理には疎いもので、上記の質問の一部でも結構ですので宜しくお願いいたします。

質問者が選んだベストアンサー

  • ベストアンサー
回答No.1

ポルフィリン環の励起とは、πーπ*遷移による励起です。簡単に言うと、ポルフィリン環は二重結合が交互に並んでいるπ共役系であり、このπ電子の励起がポルフィリン環の励起に対応します。また660nmとは励起前と励起後のエネルギー差で、660nmのエネルギーを持つ光(ちなみに赤色)を吸収することから660nmという値が出てきました。また赤色の光を吸収するので、クロロフィルは緑色に見えます。3についてですが、光がhνのエネルギーを持つ粒子(フォトン)であると考えれば、うまく説明できるきがします。

fabitan
質問者

お礼

迅速な回答をありがとうございます。 3について >光がhνのエネルギーを持つ粒子(フォトン)であると考えれば、うまく説明できるきがします。 とのことですが、光の粒子がぶつかる事で基底状態の殻から電子が飛び出してひとつ上の殻に行くと考える感じでしょうか?

その他の回答 (1)

回答No.2

そうだと思います。ぶつかったフォトンがエネルギーhνを、基底状態の電子に与え、電子が励起されるイメージです。

fabitan
質問者

お礼

どうもありがとうございます。

関連するQ&A

  • ◆ 光分析方法に関してです ◆

    光分析の質問と確認です。よろしくお願いします。 ・UV-vis スペクトル 物質が入った液体に、さまざまな波長の光(普通は、λ=200~800nmくらいかな)をあてて、吸収を見るものですよね? ですので、例としてλ=500nmにのみ一個の山がでたら、物質は500nmの光、即ち緑色の光をすっているので赤紫っぽい色に見えるのですよね? ・Emission スペクトル UV-visで取ったデータをみて、先の例でみれば500nmにのみピークが出ているとしているので、500nmの波長の光をあてます。 そして、その光によって分子内の電子が励起される。その後励起された電子が降りてくるので、その時に放つ光(蛍光や燐光)を測定するものですよね? ここで疑問です、波長が500nmの光を当てた際に励起された電子が、基底状態に戻る時に放つ光の波長があります。 この、励起するさいに当てた光と、蛍光や燐光として放たれた光とで、何か関係式などありますか? それは、もし100nmの光で励起したら、蛍光や燐光も100nmの光を出す。といった関係のことです。 ・Excitation スペクトル ここで、先のはだいたい概念はあっていたとおもうのですが、これが問題なのです。 (もし上の方も間違っていたら、↑は撤回で、指摘してください) 私が知っているのは、UV-vis Spectraと同じような形状の波形を描くということだけなのです… 詳しく説明していただけたら、幸いです。 以上、私が合っていると思っているUV-visとEmissionと、さっぱり謎なExcitationです。 多々ありますが、よろしくお願いします。 ちなみに、上記の分析を用いて、濃度などを測るとうことは私はやりません。 私は合成をしているので、あくまで自分で合成した物質の同定や、物性比較のため知る必要がでてきたからです。 できれば詳しくよろしくお願いします。

  • 光合成の最適波長について教えて下さい。物理出身で生物学は初心者なのです

    光合成の最適波長について教えて下さい。物理出身で生物学は初心者なのですが、色々調べたところ、光合成には各種葉緑素が必要であることが分かりました。その中でラン藻にはクロロフィルaが含まれており、その吸収波長が、400及び700nm付近にあることが分かりました。そこでお聞きしたいのは、400nm付近の青色の光と700nm付近の赤色の光とではどちらが光合成をするにあたり、効率が宜しいのでしょうか?自然界で言えば、赤の光は水に吸収があるため、青色の方が吸収されやすいと、ありましたが、単純に赤か青の光をあてた場合の光合成効率というのは知られているのでしょうか?

  • 入射光とクロロフィルの波長分布

    入射光の波長分布とクロロフィルの吸光度を合わせて同じ図に描きたいのですが、波長の単位が違っているのでどうすればよいのか困っています。 入射光の波長の単位はμで数字は0.4や2.2になっています。 クロロフィルは単位がnmで400や700です。 クロロフィルを1000で割れば同じになるのでしょうか?  時間がないのですぐ回答が頂けたら嬉しいです。本当ににっちもさっちもいかなくて困っています。どなたか助けて下さい!!

  • クロロフィルaの蛍光スペクトル

    実験で色素をクロマトグラフィーで分離した後、分離したクロロフィルaの蛍光スペクトルを測定したのですが、660nm辺りのピークの吸光度が0.2(濃度低)になるものを分光蛍光光度計で測定したところ励起スペクトルのピーク付近では異常はなかったのですが、660nm辺りの吸光度が1.8(濃度高)になるものを測定したところ励起スペクトルのピーク付近で放物線がくぼんでしまう(0.2では662nmがピーク波長として検出されたものが1.8の方は662nmがバレー波長として検出され、その前後の655nm,671nmがピーク波長として検出されました)異変が生じました。この異変はなぜ起きるのでしょうか?よろしくお願いします。

  • 光合成・視覚

     光合成のためには、可視光領域の光を全て用いるほうが良く、吸収スペクトルの幅が広いほうが良いと考ることができ、視覚は波長(色)識別をしており、吸収スペクトルの幅は狭いほうが高精度の波長識別ができると考えられます。  しかし、実際には、光合成を行うクロロフィルの吸収スペクトルの幅は狭く、視覚を担う視物質の吸収スペクトルの幅は広いのはなぜでしょうか?理由がわかりません。本当に困っています。お願い致します。

  • 光合成作用スペクトルとは?

    「光合成作用スペクトル」という言葉をよく聞くのですがこれは具体的にどういったものでしょうか? クロロフィルの吸収曲線とは別物のようですがどうやって測定しているのかもわからないので教えていただけないでしょうか?

  • 励起スペクトル測定の意義

    今、実験で蛍光と燐光について学習しているのですが励起スペクトルを測定する意義がいまいち理解出来ずにいます。 例えば、吸収スペクトルにおいて250、260、270nmに吸収ピークが存在し、これらの励起波長で被験物質を励起したところ600nmに発光スペクトルが観測されたと仮定します。 ここで、おそらく被験物質に対して600nmの光を照射し、励起スペクトルの動向を調べるのではないのかな?と漠然と思うのですが、実際のところどうなのでしょうか? また、励起スペクトルはどのようなピークを示すのでしょうか?

  • 一重項酸素の励起エネルギー

    一重項酸素の励起エネルギーは37.5kcal/molで、これがローズベンガルの励起エネルギーと同等。そしてローズベンガルは吸収波長が580nm。それなのに光の波長が580nmでエネルギー換算するとどうしても一重項酸素の励起エネルギーに相当しません。(約49kcal/molになってしまいます。)こうまでエネルギーが違うのにローズベンガルを用いた一重項酸素への励起は起こるものなのでしょうか?

  • なぜプリズムで光は大きく曲がるのか

    単純過ぎてごめんなさいです・・・素人の疑問なんですが・・・ なぜ光はプリズムという単純な装置で大きく曲がるんでしょうか? 光子が多数集まったのが光だとすれば形が影響するもんでしょうか? それとも光子同士で強い相互作用が存在し全体として形から影響される? 太陽光は波長ごとに多数の電磁波が同時に進行しているのでしょうか。 物質に衝突した瞬間に粒子の性質が現れるとかでしょうか。 進行方向に直角な平面板なら曲がるのは理解できますが光がまさか・・・ 光が曲がる条件とは何でしょうか?

  • 光の強さ(光電子倍増管)

    波長500nmの光が一秒間当たり100個届く に相当する光の強さWはどのようにして求めればよいのでしょうか? 光子のエネルギーを100ばいすればよいですか?あと、Wという単位がよくわからないのですが???