A pigmentek színes kémiai vegyületek, amelyek visszatükrözik egy meghatározott hullámhosszú fényt és elnyelik a többi hullámhosszat. A levelek, virágok, korallok és állatbőrök pigmenteket tartalmaznak, amelyek színt adnak nekik. A fotoszintézis a növényekben zajló folyamat, amely meghatározható a fényenergia kémiai energiává történő átalakításaként. Ez egy olyan folyamat, amelynek során a zöld növények a klorofill (a növényekben zöld pigment) segítségével fényenergia jelenlétében szén-dioxidot és vizet állítanak elő szénhidrátokból.
Klorofill a
Az a klorofill zöld színűnek tűnik. Abszorbeálja a kék és a vörös fényt, és visszaveri a zöld fényt. Ez a levelekben a leggyakoribb pigmenttípus, így a kloroplasztikában a legfontosabb pigmenttípus. Molekuláris szinten porfiringyűrűje van, amely elnyeli a fényenergiát.
Klorofill b
A b klorofill kevésbé elterjedt, mint az a klorofill, de képes elnyelni a fényenergia szélesebb hullámhosszát.
Klorofill c
A klorofill c nem található meg a növényekben, de egyes mikroorganizmusokban megtalálható, amelyek képesek fotoszintézist végrehajtani.
Karotinoid és Phycobillin
A karotinoid pigmentek számos fotoszintetikus organizmusban, valamint a növényekben találhatók. Abszorbeálják a fényt 460 és 550 nm között, ezért narancssárgának, vörösnek és sárgának tűnnek. A phycobillin, egy vízben oldódó pigment, a kloroplasztban található.
Az energiaátadás mechanizmusa
A pigment jelentősége a fotoszintézisben az, hogy segít felszívni a fény energiáját. A fotoszintetikus pigmentek kémiai szerkezetében molekuláris szinten lévő szabad elektronok bizonyos energiaszinteken forognak. Amikor a fényenergia (fény fotonjai) esik ezekre a pigmentekre, az elektronok elnyelik ezt az energiát, és a következő energiaszintre ugranak. Nem maradhatnak tovább ebben az energiaszintben, mivel ezeknek az elektronoknak nem a stabilitási állapota, ezért ezt az energiát el kell oszlatniuk, és vissza kell térniük stabil energiaszintjükhöz. A fotoszintézis során ezek a nagy energiájú elektronok átadják energiájukat más molekuláknak, vagy ezek az elektronok maguk is átkerülnek más molekulákba. Ezért felszabadítják a fényből az általuk megfogott energiát. Ezt az energiát aztán más molekulák felhasználják cukor és más tápanyagok képzésére szén-dioxid és víz felhasználásával.
Tények
Ideális helyzetben a pigmenteknek képesnek kell lenniük a teljes hullámhosszú fényenergia elnyelésére, hogy a maximális energiát el tudják szívni. Ehhez feketének kell lenniük, de a klorofillok valójában zöld vagy barna színűek, és a látható spektrumban elnyelik a fény hullámhosszait. Ha a pigment elkezdi elnyelni a hullámhosszat a látható fényspektrumtól, például ultraibolya vagy infravörös sugaraktól, a szabad elektronok nyerhetnek annyi energiát, hogy vagy kiütik pályájukat, vagy hamarosan hő formájában eloszlatják az energiát, károsítva ezzel a pigmentet molekulák. Tehát a pigment látható hullámhosszú energiaelnyelő képessége fontos a fotoszintézis lebonyolításához.