I pigmenti sono composti chimici colorati che riflettono la luce di una specifica lunghezza d'onda e assorbono altre lunghezze d'onda. Foglie, fiori, coralli e pelli di animali contengono pigmenti che danno loro colore. La fotosintesi è un processo che si svolge nelle piante e può essere definita come una conversione dell'energia luminosa in energia chimica. È un processo mediante il quale le piante verdi producono carboidrati dall'anidride carbonica e dall'acqua con l'aiuto della clorofilla (pigmento verde nelle piante) in presenza di energia luminosa.

Clorofilla a

Clorofilla a appare di colore verde. Assorbe la luce blu e rossa e riflette la luce verde. È il tipo più abbondante di pigmento nelle foglie e quindi il tipo più importante di pigmento nel cloroplasto. A livello molecolare ha un anello di porfirina che assorbe energia luminosa.







La clorofilla b è meno abbondante della clorofilla a, ma ha la capacità di assorbire una più ampia lunghezza d'onda di energia luminosa. >

Clorofilla c

La clorofilla c non si trova nelle piante ma si trova in alcuni microrganismi in grado di eseguire la fotosintesi.

Carotenoidi e ficobillina

I pigmenti dei carotenoidi si trovano in molti organismi fotosintetici, così come nelle piante. Assorbono la luce tra 460 e 550 nm e quindi appaiono arancione, rosso e giallo. La ficobillina, un pigmento idrosolubile, si trova nel cloroplasto.

Il meccanismo dei trasferimenti di energia

L'importanza del pigmento nella fotosintesi è che aiuta ad assorbire l'energia dalla luce. Gli elettroni liberi a livello molecolare nella struttura chimica di questi pigmenti fotosintetici ruotano a determinati livelli di energia. Quando l'energia luminosa (i fotoni di luce) cade su questi pigmenti, gli elettroni assorbono questa energia e salgono al livello di energia successivo. Non possono continuare a rimanere in quel livello di energia, poiché non è lo stato di stabilità per questi elettroni, quindi devono dissipare questa energia e tornare al loro livello di energia stabile. Durante la fotosintesi questi elettroni ad alta energia trasferiscono la loro energia ad altre molecole, o questi stessi elettroni vengono trasferiti ad altre molecole. Quindi, rilasciano l'energia che avevano catturato dalla luce. Questa energia viene quindi utilizzata da altre molecole per formare zuccheri e altri nutrienti utilizzando anidride carbonica e acqua.

Fatti

In una situazione ideale i pigmenti devono essere in grado di assorbire l'energia luminosa dell'intero lunghezza d'onda, in modo che l'energia massima possa essere assorbita. Per fare ciò, dovrebbero apparire neri, ma le clorofille sono effettivamente di colore verde o marrone e assorbono le lunghezze d'onda della luce nello spettro visibile. Se il pigmento inizia ad assorbire lunghezze d'onda lontane dallo spettro della luce visibile, come i raggi ultravioletti o infrarossi, gli elettroni liberi possono guadagnare tanta energia da essere scaricati dalla loro orbita o potrebbero presto dissipare energia sotto forma di calore, danneggiando così le molecole del pigmento. Quindi è la capacità di assorbimento di energia visibile del pigmento che è importante per la fotosintesi