Pentingnya Pigmen dalam Fotosintesis

Pigmen adalah senyawa kimia berwarna-warni yang memantulkan cahaya dengan panjang gelombang tertentu dan menyerap panjang gelombang lainnya. Daun, bunga, karang, dan kulit binatang mengandung pigmen yang memberi warna. Fotosintesis adalah proses yang terjadi pada tumbuhan dan dapat didefinisikan sebagai konversi energi cahaya menjadi energi kimia. Ini adalah proses dimana tanaman hijau menghasilkan karbohidrat dari karbon dioksida dan air dengan bantuan klorofil (pigmen hijau pada tanaman) dengan adanya energi cahaya.

Klorofil a tampak berwarna hijau. Ini menyerap cahaya biru dan merah dan memantulkan cahaya hijau. Ini adalah jenis pigmen yang paling melimpah di daun dan dengan demikian jenis pigmen yang paling penting dalam kloroplas. Pada tingkat molekuler ia memiliki cincin porfirin yang menyerap energi cahaya.

Klorofil b lebih sedikit daripada klorofil a tetapi memiliki kemampuan untuk menyerap energi cahaya dengan panjang gelombang yang lebih luas.

Klorofil c tidak ditemukan pada tumbuhan tetapi ditemukan pada beberapa mikroorganisme yang mampu melakukan fotosintesis.

Pigmen karotenoid ditemukan di banyak organisme fotosintesis, serta pada tanaman. Mereka menyerap cahaya antara 460 dan 550 nm dan karenanya tampak oranye, merah, dan kuning. Phycobillin, pigmen yang larut dalam air, ditemukan di kloroplas.

Pentingnya pigmen dalam fotosintesis adalah membantu menyerap energi dari cahaya. Elektron bebas pada tingkat molekuler dalam struktur kimia pigmen fotosintesis ini berputar pada tingkat energi tertentu. Ketika energi cahaya (foton cahaya) jatuh pada pigmen ini, elektron menyerap energi ini dan melompat ke tingkat energi berikutnya. Mereka tidak dapat terus tinggal di tingkat energi itu, karena ini bukan keadaan stabilitas elektron-elektron ini, jadi mereka harus menghilangkan energi ini dan kembali ke tingkat energi mereka yang stabil. Selama fotosintesis, elektron berenergi tinggi ini mentransfer energinya ke molekul lain, atau elektron ini sendiri ditransfer ke molekul lain. Oleh karena itu, mereka melepaskan energi yang mereka tangkap dari cahaya. Energi ini kemudian digunakan oleh molekul lain untuk membentuk gula dan nutrisi lain dengan menggunakan karbon dioksida dan air.

Dalam situasi yang ideal, pigmen harus mampu menyerap energi cahaya dari seluruh panjang gelombang, sehingga energi maksimum dapat diserap. Untuk melakukannya, mereka akan tampak hitam, tetapi klorofil sebenarnya berwarna hijau atau coklat dan menyerap panjang gelombang cahaya dalam spektrum yang terlihat. Jika pigmen mulai menyerap panjang gelombang jauh dari spektrum cahaya tampak, seperti sinar ultraviolet atau inframerah, elektron bebas dapat memperoleh begitu banyak energi sehingga mereka akan terlempar dari orbitnya atau akan segera menghilangkan energi dalam bentuk panas, sehingga merusak pigmen molekul. Jadi kemampuan menyerap energi panjang gelombang tampak dari pigmen yang penting untuk berlangsungnya fotosintesis.