Pigmenții sunt compuși chimici colorați care reflectă lumina unei anumite lungimi de undă și absorb alte lungimi de undă. Frunzele, florile, corali și piei de animale conțin pigmenți care le dau culoare. Fotosinteza este un proces care are loc în plante și poate fi definit ca o conversie a energiei luminoase în energie chimică. Este un proces prin care plantele verzi produc carbohidrați din dioxid de carbon și apă cu ajutorul clorofilei (pigment verde în plante) în prezența energiei luminoase.
Clorofila a
Clorofila a apare de culoare verde. Absoarbe lumina albastră și roșie și reflectă lumina verde. Este cel mai abundent tip de pigment din frunze și, prin urmare, cel mai important tip de pigment din cloroplast. La nivel molecular are un inel de porfirină care absoarbe energia luminii.
Clorofila b
Clorofila b este mai puțin abundentă decât clorofila a, dar are capacitatea de a absorbi o lungime de undă mai mare a energiei luminoase.
Clorofila c
Clorofila c nu se găsește în plante, dar se găsește în unele microorganisme capabile să efectueze fotosinteza.
Carotenoid și Ficobilină
Pigmenții carotenoizi se găsesc în multe organisme fotosintetice, precum și în plante. Ei absorb lumina între 460 și 550 nm și, prin urmare, apar portocaliu, roșu și galben. Ficobilina, un pigment solubil în apă, se găsește în cloroplast.
Mecanismul transferurilor de energie
Importanța pigmentului în fotosinteză este că ajută la absorbția energiei din lumină. Electronii liberi la nivel molecular din structura chimică a acestor pigmenți fotosintetici se învârt la anumite niveluri de energie. Când energia luminii (fotonii de lumină) cade asupra acestor pigmenți, electronii absorb această energie și sar la următorul nivel de energie. Nu pot continua să rămână în acel nivel de energie, deoarece nu este starea de stabilitate pentru acești electroni, așa că trebuie să disipeze această energie și să revină la nivelul lor de energie stabil. În timpul fotosintezei, acești electroni cu energie ridicată își transferă energia către alte molecule sau acești electroni înșiși sunt transferați către alte molecule. Prin urmare, eliberează energia pe care o captaseră din lumină. Această energie este apoi utilizată de alte molecule pentru a forma zahăr și alți nutrienți utilizând dioxid de carbon și apă.
Fapte
Într-o situație ideală, pigmenții trebuie să fie capabili să absoarbă energia luminii pe întreaga lungime de undă, astfel încât energia maximă să poată fi absorbită. Pentru a face acest lucru, acestea ar trebui să pară negre, dar clorofilele sunt de fapt verzi sau maronii și absorb lungimi de undă ușoare în spectrul vizibil. Dacă pigmentul începe să absoarbă lungimea de undă departe de spectrul luminii vizibile, cum ar fi razele ultraviolete sau infraroșii, electronii liberi pot câștiga atât de multă energie încât fie vor fi scoase de pe orbită, fie pot disipa curând energia sub formă de căldură, deteriorând astfel pigmentul molecule. Deci, capacitatea vizibilă de absorbție a lungimii de undă a pigmentului este importantă pentru ca fotosinteza să aibă loc.