Vsebina
Pigmenti so barvne kemikalije, ki odbijajo svetlobo na določeni valovni dolžini, medtem ko absorbirajo druge. Listi, cvetovi, korale in živalske kože vsebujejo pigmente, ki jim dajejo značilno barvo. Fotosinteza je proces, ki se dogaja v rastlinah in ga lahko opredelimo kot pretvorbo svetlobne energije v kemijsko energijo. Gre za postopek, s katerim zelene rastline proizvajajo ogljikove hidrate iz ogljikovega dioksida in vode s pomočjo klorofila (zeleni pigment v rastlinah), medtem ko je vir svetlobne energije prisoten.
Klorofil A
Klorofil A izgleda zeleno, ker absorbira modro in rdečo svetlobo, medtem ko odseva zeleno svetlobo. Je najbolj razširjena vrsta pigmenta v listih in tudi najpomembnejša vrsta pigmenta v kloroplastih. Na molekularni ravni ima porfirinski obroč, ki mu omogoča absorbiranje svetlobne energije.
Klorofil B
Klorofil B je manj bogat kot klorofil A, vendar ima sposobnost absorbirati večjo količino svetlobnih frekvenc.
Klorofil C
Klorofila C ne najdemo v rastlinah, ampak samo v mikroorganizmih, ki so sposobni izvajati fotosintezo.
Karotenoid in fikobilin
Karotenoidni pigmenti se nahajajo v mnogih fotosintetičnih organizmih kot tudi v rastlinah. Absorbirajo svetlobo pri približno 450 do 550 nm in se navadno pojavijo v oranžni, rdeči in rumeni barvi. Phycobilin, vodotopni pigment, najdemo v kloroplastih.
Mehanizem za prenos energije
Pigment ima svoj pomen pri fotosintezi, saj pomaga absorbirati energijo iz svetlobe. Na molekularni ravni se prosti elektroni v kemijski strukturi fotosintetičnih pigmentov premikajo na določenih energijskih nivojih. Ko na njih pade svetlobna energija (fotoni), jo elektroni absorbirajo in napredujejo na naslednjo energetsko raven. Ne morejo ostati na isti energetski ravni, saj to ni stanje stabilnosti za te elektrone, zato morajo to energijo razpršiti in se vrniti na stabilno energetsko raven. Med fotosintezo ti visokoenergetski elektroni prenesejo svojo vsebino na druge molekule ali pa se sami prenesejo. Na ta način sprostijo energijo, ki so jo ujeli skozi svetlobo, ki jo nato uporabljajo druge molekule, da tvorijo sladkor in druge hranilne snovi, pri čemer uporabljajo snovi, kot so ogljikov dioksid in voda.
Dejstva
V idealnem primeru morajo pigmenti absorbirati svetlobno energijo iz vseh valovnih dolžin, tako da se lahko absorbira maksimum. Za to morajo biti črne barve, klorofili pa so dejansko zeleni ali rjavi in absorbirajo le nekaj frekvenc svetlobe v vidnem spektru. Če pigment začne absorbirati valovno dolžino od vidnega spektra svetlobe, kot pri ultravijoličnih ali infrardečih žarkih, lahko prosti elektroni pridobijo toliko energije, da bodo bodisi izgnani iz svojih orbit, bodisi kmalu, da se raztopijo, v obliki toplote. Energijska absorpcijska sposobnost pigmenta je zato zelo pomembna za omogočanje fotosinteze.