Pigmenternes betydning i fotosyntese

Pigmenter er farverige kemiske forbindelser, der afspejler lyset af en specifik bølgelængde og absorberer andre bølgelængder. Blade, blomster, koral og dyrehud indeholder pigmenter, der giver dem farve. Fotosyntese er en proces, der finder sted i planter og kan defineres som en omdannelse af lysenergi til kemisk energi. Det er en proces, hvormed grønne planter producerer kulhydrater fra kuldioxid og vand ved hjælp af klorofyl (grøn pigment i planter) i nærværelse af lysenergi.

Chlorophyll a

Chlorophyll a vises grøn farve. Det absorberer blåt og rødt lys og afspejler grønt lys. Det er den mest rigelige type pigment i blade og dermed den vigtigste type pigment i chloroplast. På molekylært niveau har den en porfyrinring, der absorberer lysenergi.

Klorofyl b

Klorofyl b er mindre rigelig end chlorophyll a men har evnen til at absorbere en bredere bølgelængde af lysenergi.

Chlorophyll c

Chlorophyll c findes ikke i planter, men findes i nogle mikroorganismer, der er i stand til at udføre fotosyntese.

Carotenoid og Phycobillin

Karotenoidpigmenter findes i mange fotosyntetiske organismer såvel som i planter. De absorberer lys mellem 460 og 550 nm og vises derfor orange, rød og gul. Phycobillin, et vandopløseligt pigment, findes i kloroplast.

Mekanisme for energioverførsler

Pigmentets betydning ved fotosyntese er, at det hjælper med at absorbere energi fra lys. De fri elektroner på molekyliveau i den kemiske struktur af disse fotosyntetiske pigmenter drejer sig om på bestemte energiniveauer. Når lysenergi (fotoner af lys) falder på disse pigmenter, absorberer elektronerne denne energi og hopper til det næste energiniveau. De kan ikke fortsætte med at forblive på det energiniveau, da det ikke er stabiliteten for disse elektroner, så de må aflevere denne energi og komme tilbage til deres stabile energiniveau. Under fotosyntese overfører disse høj-energielektroner deres energi til andre molekyler, eller disse elektroner selv overføres til andre molekyler. Derfor frigiver de den energi, de havde taget fra lys. Denne energi bruges derefter af andre molekyler til at danne sukker og andre næringsstoffer ved at bruge kuldioxid og vand.

Fakta

I en ideel situation skal pigmenterne være i stand til at absorbere lysenergien i hele bølgelængde, således at den maksimale energi kan absorberes. For at gøre det, skal de forekomme sorte, men klorofyler er faktisk grønne eller brune i farve og absorberer lysbølgelængder i det synlige spektrum. Hvis pigmentet begynder at absorbere bølgelængde væk fra det synlige lysspektrum, som f.eks. Ultraviolette eller infrarøde stråler, kan de frie elektroner få så meget energi, at de enten vil slå deres banebryde af eller måske hurtigt sprede energi i form af varme og dermed skadelige pigmentmolekylerne. Så det er den synlige bølgelængde energiabsorberende evne til pigment, der er vigtigt for fotosyntese at finde sted.