Zawartość
Pigmenty są substancjami barwiącymi, które odbijają światło o określonej długości fali, pochłaniając inne. Liście, kwiaty, korale i skóry zwierzęce zawierają pigmenty, które nadają im charakterystyczny kolor. Fotosynteza to proces zachodzący w roślinach, który można zdefiniować jako konwersję energii świetlnej w energię chemiczną. Jest to proces, w którym zielone rośliny wytwarzają węglowodany z dwutlenku węgla i wody za pomocą chlorofilu (zielony pigment w roślinach), podczas gdy obecne jest źródło energii świetlnej.
Chlorofil A
Chlorofil A wydaje się zielony, ponieważ pochłania niebieskie i czerwone światło, odbijając zielone światło. Jest to najbardziej obfity rodzaj pigmentu w liściach, a także najważniejszy rodzaj pigmentu w chloroplastach. Na poziomie molekularnym ma pierścień porfirynowy, który pozwala mu absorbować energię świetlną.
Chlorofil B
Chlorofil B jest mniej obfity niż chlorofil A, ale ma zdolność wchłaniania większej ilości częstotliwości świetlnych.
Chlorofil C
Chlorofil C nie występuje w roślinach, ale tylko w mikroorganizmach zdolnych do fotosyntezy.
Karotenoid i fikobilina
Pigmenty karotenoidowe znajdują się w wielu organizmach fotosyntetycznych, jak również w roślinach. Pochłaniają światło przy około 450 do 550 nm i zwykle pojawiają się w kolorze pomarańczowym, czerwonym i żółtym. Fikobilina, rozpuszczalny w wodzie pigment, występuje w chloroplastach.
Mechanizm transferu energii
Pigment ma znaczenie w fotosyntezie dzięki temu, że pomaga absorbować energię ze światła. Na poziomie molekularnym wolne elektrony w strukturze chemicznej pigmentów fotosyntetycznych poruszają się na pewnych poziomach energii. Kiedy energia świetlna (fotony) spada na nie, elektrony pochłaniają ją i przechodzą na następny poziom energii. Nie mogą nadal pozostawać na tym samym poziomie energii, ponieważ nie jest to stan stabilności dla tych elektronów, więc muszą one rozpraszać tę energię i powrócić do swojego stabilnego poziomu energii. Podczas fotosyntezy te wysokoenergetyczne elektrony przenoszą swoją zawartość do innych cząsteczek lub same się przenoszą. W ten sposób uwalniają energię przechwyconą przez światło, która jest następnie wykorzystywana przez inne molekuły do tworzenia cukru i innych składników odżywczych przy użyciu substancji takich jak dwutlenek węgla i woda.
Fakty
Idealnie, pigmenty powinny być w stanie absorbować energię świetlną ze wszystkich długości fal, tak aby maksimum mogło zostać zaabsorbowane. Aby to zrobić, powinny być czarne, ale chlorofile są w rzeczywistości zielone lub brązowe i pochłaniają tylko kilka częstotliwości światła w widmie widzialnym. Jeśli pigment zaczyna absorbować długość fali z dala od widma światła widzialnego, tak jak w przypadku promieniowania ultrafioletowego lub podczerwonego, wolne elektrony mogą uzyskać tyle energii, że zostaną albo wydalone z orbit, albo wkrótce się rozpraszają, w postaci ciepła. Dlatego energetyczna zdolność absorpcyjna pigmentu jest bardzo ważna, aby umożliwić fotosyntezę.