Zawartość
Pigmenty to kolorowe związki chemiczne, które odbijają światło o określonej długości fali i pochłaniają inne długości fali. Liście, kwiaty, koral i skórki zwierząt zawierają pigmenty, które nadają im kolor. Fotosynteza jest procesem zachodzącym w roślinach i można ją zdefiniować jako konwersję energii światła na energię chemiczną. Jest to proces, w którym rośliny zielone wytwarzają węglowodany z dwutlenku węgla i wody za pomocą chlorofilu (zielony pigment w roślinach) w obecności energii świetlnej.
Chlorofil a
Chlorofil a ma kolor zielony. Pochłania światło niebieskie i czerwone i odbija światło zielone. Jest to najliczniejszy rodzaj pigmentu w liściach, a zatem najważniejszy rodzaj pigmentu w chloroplastach. Na poziomie molekularnym ma pierścień porfirynowy, który pochłania energię świetlną.
Chlorofil b
Chlorofil b jest mniej obfity niż chlorofil a, ale ma zdolność pochłaniania energii fal światła o większej długości.
Chlorofil c
Chlorofil c nie występuje w roślinach, ale występuje w niektórych mikroorganizmach zdolnych do fotosyntezy.
Karotenoid i fikobylina
Pigmenty karotenoidowe znajdują się w wielu organizmach fotosyntetycznych, a także w roślinach. Pochłaniają światło w zakresie od 460 do 550 nm, przez co wydają się pomarańczowe, czerwone i żółte. Fikobylina, pigment rozpuszczalny w wodzie, znajduje się w chloroplastie.
Mechanizm transferów energii
Znaczenie pigmentu w fotosyntezie polega na tym, że pomaga on w absorpcji energii ze światła. Wolne elektrony na poziomie molekularnym w strukturze chemicznej tych pigmentów fotosyntetycznych obracają się przy określonych poziomach energii. Kiedy energia świetlna (fotony światła) spada na te pigmenty, elektrony absorbują tę energię i skaczą do następnego poziomu energii. Nie mogą dalej utrzymywać tego poziomu energii, ponieważ nie jest to stan stabilności tych elektronów, więc muszą rozproszyć tę energię i powrócić do swojego stabilnego poziomu energii. Podczas fotosyntezy te wysokoenergetyczne elektrony przenoszą swoją energię na inne cząsteczki lub same te elektrony przenoszą się na inne cząsteczki. W ten sposób uwalniają energię, którą uchwycili ze światła. Energia ta jest następnie wykorzystywana przez inne cząsteczki do tworzenia cukru i innych składników odżywczych przy użyciu dwutlenku węgla i wody.
Fakty
W idealnej sytuacji pigmenty muszą być zdolne do pochłaniania energii świetlnej na całej długości fali, aby maksymalna energia mogła zostać pochłonięta. Aby to zrobić, powinny wyglądać na czarne, ale chlorofile są w rzeczywistości zielone lub brązowe i pochłaniają długości fali światła w widmie widzialnym.Jeśli pigment zacznie absorbować długość fali z dala od widma światła widzialnego, takiego jak promienie ultrafioletowe lub podczerwone, wolne elektrony mogą zyskać tak dużo energii, że albo zostaną zrzucone z orbity, albo wkrótce rozproszą energię w postaci ciepła, niszcząc w ten sposób cząsteczki pigmentu. Tak więc zdolność pigmentu do pochłaniania energii widzialnej długości fali jest ważna dla przeprowadzenia fotosyntezy.