Значај пигмената у фотосинтези

Пигменти су живописна хемијска једињења која рефлектују светлост одређене таласне дужине и апсорбују друге таласне дужине. Лишће, цвеће, кора и животињска кожа садрже пигменте који им дају боју. Фотосинтеза је процес који се одвија у биљкама и може се дефинисати као претварање светлосне енергије у хемијску. То је процес којим зелене биљке производе угљене хидрате из угљен-диоксида и воде помоћу хлорофила (зелени пигмент у биљкама) у присуству светлосне енергије.

Хлорофил а изгледа зелене боје. Апсорбује плаву и црвену светлост и одбија зелену светлост. То је најраспрострањенија врста пигмента у лишћу и самим тим најважнија врста пигмента у хлоропласту. На молекуларном нивоу има порфирински прстен који апсорбује светлосну енергију.

Хлорофила б има мање у односу на хлорофил а, али има способност да апсорбује ширу таласну дужину светлосне енергије.

Хлорофил ц се не налази у биљкама, али се налази у неким микроорганизмима способним за фотосинтезу.

Каротеноидни пигменти се налазе у многим фотосинтетским организмима, као и у биљкама. Они упијају светлост између 460 и 550 нм и отуда изгледају наранџасто, црвено и жуто. Фикобилин, пигмент растворљив у води, налази се у хлоропласту.

Важност пигмента у фотосинтези је у томе што помаже апсорпцији енергије из светлости. Слободни електрони на молекуларном нивоу у хемијској структури ових фотосинтетских пигмената врте се на одређеним нивоима енергије. Када светлост енергије (фотони светлости) падну на ове пигменте, електрони апсорбују ту енергију и прелазе на следећи ниво енергије. Они не могу да наставе да остану на том нивоу енергије, јер то није стање стабилности за ове електроне, па морају ту енергију расипати и вратити се на свој стабилан ниво енергије. Током фотосинтезе ови високоенергетски електрони преносе своју енергију на друге молекуле или се ти електрони преносе на друге молекуле. Отуда они ослобађају енергију коју су ухватили од светлости. Ову енергију други молекули затим користе за стварање шећера и других хранљивих састојака помоћу угљен-диоксида и воде.

У идеалној ситуацији пигменти морају бити способни да апсорбују светлосну енергију целе таласне дужине, тако да максимална енергија може бити апсорбована. Да би то учинили, требало би да изгледају црно, али хлорофили су заправо зелене или смеђе боје и упијају таласне дужине светлости у видљивом спектру. Ако пигмент почне да апсорбује таласну дужину даље од спектра видљиве светлости, као што су ултраљубичасти или инфрацрвени зраци, слободни електрони могу добити толико енергије да ће или бити оборен са своје орбите или ће ускоро расипати енергију у облику топлоте оштећујући тако пигмент молекула. Дакле, видљива таласна способност пигмента да упија енергију је важна за спровођење фотосинтезе.