İçerik
Pigmentler, belirli bir dalga boyunun ışığını yansıtan ve diğer dalga boylarını emen renkli kimyasal bileşiklerdir. Yapraklar, çiçekler, mercanlar ve hayvan derileri, onlara renk veren pigmentler içerir. Fotosentez, bitkilerde meydana gelen bir işlemdir ve ışık enerjisinin kimyasal enerjiye dönüşümü olarak tanımlanabilir. Yeşil bitkilerin, hafif enerji varlığında klorofil (bitkilerde yeşil pigment) yardımı ile karbondioksit ve sudan karbonhidrat ürettiği bir işlemdir.
Klorofil
Klorofil a yeşil renkte görünür. Mavi ve kırmızı ışığı emer ve yeşil ışığı yansıtır. Yapraklarda en bol bulunan pigment türüdür ve dolayısıyla kloroplastta en önemli pigment türüdür. Moleküler seviyede, ışık enerjisini emen bir porfirin halkası vardır.
Klorofil b
Klorofil b, klorofilden daha az boldur, ancak daha geniş bir ışık enerjisi dalga boyunu emme yeteneğine sahiptir.
Klorofil c
Klorofil c bitkilerde bulunmaz ancak fotosentez yapabilen bazı mikroorganizmalarda bulunur.
Karotenoid ve Ficobillin
Karotenoid pigmentleri birçok fotosentetik organizmada ve bitkilerde bulunur. 460 ve 550 nm arasında ışığı emerler ve dolayısıyla turuncu, kırmızı ve sarı görünürler. Suda çözünen bir pigment olan fikobillin, kloroplastta bulunur.
Enerji Transfer Mekanizması
Pigmentin fotosentezdeki önemi, enerjiyi ışıktan emmeye yardımcı olmasıdır. Bu fotosentetik pigmentlerin kimyasal yapısındaki moleküler seviyedeki serbest elektronlar, belirli enerji seviyelerinde döner. Işık enerjisi (ışığın fotonları) bu pigmentlerin üzerine düştüğünde, elektronlar bu enerjiyi emer ve bir sonraki enerji seviyesine atlar. Bu elektronların kararlılık durumu olmadığından bu enerji seviyesinde kalmaya devam edemezler, bu yüzden bu enerjiyi dağıtmaları ve kararlı enerji seviyelerine geri dönmeleri gerekir. Fotosentez sırasında bu yüksek enerjili elektronlar enerjilerini başka moleküllere aktarırlar veya bu elektronların kendileri başka moleküllere aktarılır. Böylece, yakaladıkları enerjiyi ışıktan serbest bırakırlar. Bu enerji daha sonra karbondioksit ve su kullanarak şeker ve diğer besinleri oluşturmak için diğer moleküller tarafından kullanılır.
Gerçekler
İdeal bir durumda, pigmentlerin tüm dalga boyundaki ışık enerjisini emebilmeleri gerekir, böylece maksimum enerji emilebilir. Bunu yapmak için siyah görünmeleri gerekir, ancak klorofiller aslında yeşil veya kahverengi renktedir ve görünür spektrumdaki ışık dalga boylarını emer.Pigment, ultraviyole veya kızılötesi ışınlar gibi görünür ışık spektrumundan dalga boyunu emmeye başlarsa, serbest elektronlar ya yörüngelerine çarpacakları çok fazla enerji kazanabilir ya da yakında ısı şeklinde enerji dağıtabilirler, pigment molekülleri. Bu yüzden, fotosentezin gerçekleşmesi için önemli olan pigmentin görünür dalga boyu enerji emme yeteneğidir.