Pigmenter er farverige kemiske forbindelser, der reflekterer lys med en bestemt bølgelængde og absorberer andre bølgelængder. Blade, blomster, koraller og dyreskind indeholder pigmenter, der giver dem farve. Fotosyntese er en proces, der finder sted i planter og kan defineres som en omdannelse af lysenergi til kemisk energi. Det er en proces, hvor grønne planter producerer kulhydrater fra kuldioxid og vand ved hjælp af klorofyl (grønt pigment i planter) i nærvær af lysenergi.
Klorofyl a
Klorofyl a ser grøn ud. Det absorberer blåt og rødt lys og reflekterer grønt lys. Det er den mest almindelige type pigment i blade og dermed den vigtigste type pigment i chloroplast. På molekylært niveau har den en porphyrinring, der absorberer lysenergi.
Klorofyl b
Klorofyl b er mindre rigelig end klorofyl a, men har evnen til at absorbere en bredere bølgelængde af lysenergi.
Klorofyl c
Klorofyl c findes ikke i planter, men findes i nogle mikroorganismer, der er i stand til at udføre fotosyntese.
Carotenoid og phycobillin
Carotenoidpigmenter findes i mange fotosyntetiske organismer såvel som i planter. De absorberer lys mellem 460 og 550 nm og virker derfor orange, røde og gule. Phycobillin, et vandopløseligt pigment, findes i kloroplast.
Mekanisme for energioverførsler
Vigtigheden af pigment i fotosyntese er, at det hjælper med at absorbere energien fra lys. De frie elektroner på molekylært niveau i den fotosyntetiske pigmenters kemiske struktur drejer sig om bestemte energiniveauer. Når lysenergi (lysfotoner) falder på disse pigmenter, absorberer elektronerne denne energi og hopper til det næste energiniveau. De kan ikke fortsætte med at forblive på det energiniveau, da det ikke er stabiliteten for disse elektroner, så de skal sprede denne energi og vende tilbage til deres stabile energiniveau. Under fotosyntese overfører disse højenergielektroner deres energi til andre molekyler, eller disse elektroner overføres selv til andre molekyler. Derfor frigiver de den energi, de havde fanget fra lyset. Denne energi bruges derefter af andre molekyler til at danne sukker og andre næringsstoffer ved hjælp af kuldioxid og vand.
Fakta
I en ideel situation skal pigmenterne være i stand til at absorbere lysenergi af hele bølgelængden, så den maksimale energi kan absorberes. For at gøre det skal de virke sorte, men klorofyler er faktisk grønne eller brune i farve og absorberer lysbølgelængder i det synlige spektrum. Hvis pigmentet begynder at absorbere bølgelængde væk fra det synlige lysspektrum, såsom ultraviolette eller infrarøde stråler, kan de frie elektroner få så meget energi, at de enten bliver slået af deres bane eller måske hurtigt spreder energi i form af varme og derved beskadiger pigmentet molekyler. Så det er den synlige bølgelængdeabsorberende evne til pigment, der er vigtig for, at fotosyntese finder sted.