Les pigments sont des composés chimiques colorés qui réfléchissent la lumière d'une longueur d'onde spécifique et absorbent d'autres longueurs d'onde. Les feuilles, les fleurs, les coraux et les peaux d'animaux contiennent des pigments qui leur donnent de la couleur. La photosynthèse est un processus qui se déroule dans les plantes et peut être défini comme une conversion de l'énergie lumineuse en énergie chimique. C'est un processus par lequel les plantes vertes produisent des glucides à partir de dioxyde de carbone et d'eau à l'aide de la chlorophylle (pigment vert des plantes) en présence d'énergie lumineuse.
Chlorophylle a
La chlorophylle a apparaît de couleur verte. Il absorbe la lumière bleue et rouge et réfléchit la lumière verte. C'est le type de pigment le plus abondant dans les feuilles et donc le type de pigment le plus important dans le chloroplaste. Au niveau moléculaire, il possède un anneau de porphyrine qui absorbe l'énergie lumineuse.
Chlorophylle b
La chlorophylle b est moins abondante que la chlorophylle a mais a la capacité d'absorber une plus grande longueur d'onde d'énergie lumineuse.
Chlorophylle c
La chlorophylle c ne se trouve pas dans les plantes mais se trouve dans certains micro-organismes capables d'effectuer la photosynthèse.
Caroténoïde et Phycobilline
Les pigments caroténoïdes se trouvent dans de nombreux organismes photosynthétiques, ainsi que dans les plantes. Ils absorbent la lumière entre 460 et 550 nm et apparaissent donc orange, rouge et jaune. La phycobilline, un pigment soluble dans l'eau, se trouve dans le chloroplaste.
Mécanisme de transferts d'énergie
L'importance du pigment dans la photosynthèse est qu'il aide à absorber l'énergie de la lumière. Les électrons libres au niveau moléculaire dans la structure chimique de ces pigments photosynthétiques tournent à certains niveaux d'énergie. Lorsque l'énergie lumineuse (photons de lumière) tombe sur ces pigments, les électrons absorbent cette énergie et passent au niveau d'énergie suivant. Ils ne peuvent pas continuer à rester dans ce niveau d'énergie, car ce n'est pas l'état de stabilité pour ces électrons, ils doivent donc dissiper cette énergie et revenir à leur niveau d'énergie stable. Au cours de la photosynthèse, ces électrons à haute énergie transfèrent leur énergie à d'autres molécules, ou ces électrons eux-mêmes sont transférés à d'autres molécules. Par conséquent, ils libèrent l'énergie qu'ils avaient captée de la lumière. Cette énergie est ensuite utilisée par d'autres molécules pour former du sucre et d'autres nutriments en utilisant du dioxyde de carbone et de l'eau.
Les faits
Dans une situation idéale, les pigments doivent être capables d'absorber l'énergie lumineuse de toute la longueur d'onde, de sorte que l'énergie maximale puisse être absorbée. Pour ce faire, elles doivent apparaître noires, mais les chlorophylles sont en réalité de couleur verte ou brune et absorbent les longueurs d'onde de la lumière dans le spectre visible. Si le pigment commence à absorber une longueur d'onde éloignée du spectre de la lumière visible, comme les rayons ultraviolets ou infrarouges, les électrons libres peuvent gagner tellement d'énergie qu'ils seront soit renversés de leur orbite, soit pourraient bientôt dissiper de l'énergie sous forme de chaleur, endommageant ainsi le pigment molécules. C'est donc la capacité d'absorption d'énergie de longueur d'onde visible du pigment qui est importante pour que la photosynthèse ait lieu.