Sisu
Pigmendid on värvilised keemilised ühendid, mis peegeldavad kindla lainepikkusega valgust ja neelavad teisi lainepikkusi. Lehed, lilled, korallid ja loomanahad sisaldavad pigmente, mis annavad neile värvi. Fotosüntees on taimedes toimuv protsess, mida võib määratleda kui valgusenergia muundamist keemiliseks energiaks. See on protsess, mille käigus rohelised taimed toodavad süsinikdioksiidist ja veest süsivesikuid klorofülli (taimede roheline pigment) abil valguse olemasolul.
Klorofüll a
Klorofüll a on roheline. See neelab sinist ja punast valgust ning peegeldab rohelist valgust. See on kõige levinum pigmenditüüp lehtedes ja seega kloroplasti kõige olulisem pigmendi tüüp. Molekulaarsel tasemel on sellel porfüriinitsükkel, mis neelab valguse energiat.
Klorofüll b
Klorofüll b on vähem rikkalik kui klorofüll a, kuid sellel on võime absorbeerida laiemat valgusenergia lainepikkust.
Klorofüll c
Klorofülli c taimedes ei leidu, kuid seda leidub mõnes fotosünteesi läbi viia võimelises mikroorganismis.
Karotenoid ja fükobilliin
Karotenoidseid pigmente leidub paljudes fotosünteetilistes organismides, aga ka taimedes. Nad neelavad valgust vahemikus 460 kuni 550 nm ja on seetõttu oranžid, punased ja kollased. Kloroplasti leidub vees lahustuvat pigmenti fükobilliini.
Energiaülekannete mehhanism
Pigmendi tähtsus fotosünteesis on see, et see aitab valguse energiat neelata. Nende fotosünteetiliste pigmentide keemilises struktuuris olevad molekulaarsel tasemel vabad elektronid pöörlevad teatud energiatasanditel. Kui nendele pigmentidele langeb valgusenergia (valguse footonid), neelavad elektronid selle energia ja hüppavad järgmisele energiatasandile. Nad ei saa sellel energiatasandil püsida, kuna see ei ole nende elektronide stabiilsuse seisund, seega peavad nad selle energia hajutama ja tagasi oma stabiilsele energiatasandile tagasi jõudma. Fotosünteesi käigus kannavad need kõrge energiaga elektronid oma energia üle teistesse molekulidesse või need elektronid ise saavad teistesse molekulidesse. Seega vabastavad nad valguse eest energia, mille nad olid hõivanud. Seejärel kasutavad seda energiat teised molekulid suhkru ja muude toitainete moodustamiseks süsinikdioksiidi ja vee abil.
Faktid
Ideaalses olukorras peavad pigmendid olema võimelised neelama kogu lainepikkuse valgusenergiat, et maksimaalne energia oleks neelduv. Selleks peaksid nad paistma mustad, kuid klorofüllid on tegelikult rohelise või pruuni värvi ja neelavad nähtava spektri valguse lainepikkusi.Kui pigment hakkab neelama lainepikkust nähtavast valguse spektrist, näiteks ultraviolett- või infrapunakiirgusest, võivad vabad elektronid saada nii palju energiat, et nad kas koputatakse oma orbiidilt või võivad energia varsti soojuse kujul hajuda, kahjustades sellega pigmendi molekulid. Seega on fotosünteesi toimumiseks oluline pigmendi nähtav lainepikkuse energia neeldumisvõime.