Obsah
Pigmenty sú farebné chemické zlúčeniny, ktoré odrážajú svetlo so špecifickou vlnovou dĺžkou a absorbujú iné vlnové dĺžky. Listy, kvety, koralové a zvieracie kože obsahujú pigmenty, ktoré im dodávajú farbu. Fotosyntéza je proces, ktorý prebieha v rastlinách a možno ho definovať ako konverziu svetelnej energie na chemickú energiu. Je to proces, pri ktorom zelené rastliny produkujú uhľohydráty z oxidu uhličitého a vody pomocou chlorofylu (zelený pigment v rastlinách) v prítomnosti svetelnej energie.
Chlorofyl a
Chlorofyl a sa javí ako zelený. Absorbuje modré a červené svetlo a odráža zelené svetlo. Je to najhojnejší typ pigmentu v listoch, a teda najdôležitejší typ pigmentu v chloroplaste. Na molekulárnej úrovni má porfyrínový kruh, ktorý absorbuje svetelnú energiu.
Chlorofyl b
Chlorofyl b je menej hojný ako chlorofyl a, ale má schopnosť absorbovať širšiu vlnovú dĺžku svetelnej energie.
Chlorofyl c
Chlorofyl c sa nenachádza v rastlinách, ale nachádza sa v niektorých mikroorganizmoch, ktoré sú schopné vykonávať fotosyntézu.
Karotenoid a fycobillín
Karotenoidové pigmenty sa nachádzajú v mnohých fotosyntetických organizmoch, ako aj v rastlinách. Absorbujú svetlo medzi 460 a 550 nm, a preto sa javia ako oranžové, červené a žlté. Fycobillín, vo vode rozpustný pigment, sa nachádza v chloroplaste.
Mechanizmus prenosu energie
Dôležitosť pigmentu pri fotosyntéze spočíva v tom, že pomáha absorbovať energiu zo svetla. Voľné elektróny na molekulárnej úrovni v chemickej štruktúre týchto fotosyntetických pigmentov sa otáčajú pri určitých úrovniach energie. Keď svetelná energia (fotóny svetla) dopadne na tieto pigmenty, elektróny túto energiu absorbujú a skočia na ďalšiu úroveň energie. Nemôžu naďalej zostať na tejto úrovni energie, pretože to nie je stav stability pre tieto elektróny, takže musia túto energiu rozptýliť a vrátiť sa na svoju stabilnú úroveň energie. Počas fotosyntézy prenášajú tieto vysoko energetické elektróny svoju energiu na iné molekuly, alebo sa tieto elektróny samy prenášajú na iné molekuly. Preto uvoľňujú energiu, ktorú zachytili zo svetla. Túto energiu potom používajú iné molekuly na tvorbu cukru a iných živín pomocou oxidu uhličitého a vody.
fakty
V ideálnej situácii musia byť pigmenty schopné absorbovať svetelnú energiu celej vlnovej dĺžky, aby sa mohla absorbovať maximálna energia. Na tento účel by sa mali javiť ako čierne, ale chlorofyly majú skutočne zelenú alebo hnedú farbu a absorbujú svetelné vlnové dĺžky vo viditeľnom spektre.Ak pigment začne absorbovať vlnovú dĺžku mimo spektra viditeľného svetla, ako sú napríklad ultrafialové alebo infračervené lúče, voľné elektróny môžu získať toľko energie, že sa buď dostanú z svojej obežnej dráhy alebo môžu čoskoro rozptýliť energiu vo forme tepla, čím poškodia molekuly pigmentu. Pre fotosyntézu je teda dôležitá schopnosť pigmentu absorbovať viditeľnú vlnovú dĺžku.