Pigmenter er fargerike kjemiske forbindelser som reflekterer lys med en bestemt bølgelengde og absorberer andre bølgelengder. Blader, blomster, koraller og dyreskinn inneholder pigmenter som gir dem farge. Fotosyntese er en prosess som foregår i planter og kan defineres som en konvertering av lysenergi til kjemisk energi. Det er en prosess der grønne planter produserer karbohydrater fra karbondioksid og vann ved hjelp av klorofyll (grønt pigment i planter) i nærvær av lysenergi.
Klorofyll a
Klorofyll a virker grønn i fargen. Den absorberer blått og rødt lys og reflekterer grønt lys. Det er den vanligste pigmenttypen i bladene og dermed den viktigste typen pigment i kloroplast. På molekylært nivå har den en porfyrinring som absorberer lysenergi.
Klorofyll b
Klorofyll b er mindre rikelig enn klorofyll a, men har evne til å absorbere en bredere bølgelengde av lysenergi.
Klorofyll c
Klorofyll c finnes ikke i planter, men finnes i noen mikroorganismer som kan utføre fotosyntese.
Karotenoid og phycobillin
Karotenoidpigmenter finnes i mange fotosyntetiske organismer, så vel som i planter. De absorberer lys mellom 460 og 550 nm og virker derfor oransje, rødt og gult. Phycobillin, et vannløselig pigment, finnes i kloroplast.
Mekanisme for energioverføringer
Viktigheten av pigment i fotosyntese er at det hjelper å absorbere energien fra lys. De frie elektronene på molekylært nivå i den kjemiske strukturen til disse fotosyntetiske pigmentene dreier seg om visse energinivåer. Når lysenergi (fotoner av lys) faller på disse pigmentene, absorberer elektronene denne energien og hopper til neste energinivå. De kan ikke fortsette å holde seg på det energinivået, da det ikke er tilstanden for stabilitet for disse elektronene, så de må spre denne energien og komme tilbake til sitt stabile energinivå. Under fotosyntesen overfører disse høyenergielektronene energien til andre molekyler, eller disse elektronene overføres selv til andre molekyler. Derfor frigjør de energien de hadde fanget fra lys. Denne energien brukes deretter av andre molekyler til å danne sukker og andre næringsstoffer ved å bruke karbondioksid og vann.
Fakta
I en ideell situasjon må pigmentene være i stand til å absorbere lysenergi av hele bølgelengden, slik at maksimal energi kan absorberes. For å gjøre det, bør de se ut som svarte, men klorofyller er faktisk grønne eller brune i fargen og absorberer lysbølgelengder i det synlige spekteret. Hvis pigmentet begynner å absorbere bølgelengde vekk fra det synlige lysspekteret, slik som ultrafiolette eller infrarøde stråler, kan de frie elektronene få så mye energi at de enten blir slått av bane eller snart kan spre energi i form av varme og dermed skade pigmentet molekyler. Så det er den synlige bølgelengden energiabsorberende evnen til pigment som er viktig for fotosyntesen å finne sted.