Capire i Pigmenti e il Loro Ruolo nella Fotosintesi
I pigmenti sono composti chimici colorati che riflettono la luce di una lunghezza d'onda specifica e ne assorbono altre. Foglie, fiori, coralli, pelli animali contengono pigmenti che danno loro colore. La fotosintesi è un processo nelle piante: conversione di energia luminosa in energia chimica. Processo per cui le piante verdi producono carboidrati da anidride carbonica e acqua grazie alla clorofilla (pigmento verde) in presenza di energia luminosa.
Clorofilla a
- Appare verde. Assorbe luce blu e rossa, riflette verde. È il pigmento più abbondante nelle foglie e il più importante nei cloroplasti. A livello molecolare ha un anello porfirinico che assorbe l'energia luminosa.
Clorofilla b
- Meno abbondante della clorofilla a, ma assorbe una gamma più ampia di lunghezze d'onda.
Clorofilla c
- Non si trova nelle piante, ma in alcuni microrganismi capaci di fotosintesi.
Carotenoidi e Ficobiline
- Pigmenti carotenoidi in molti organismi fotosintetici e piante. Assorbono luce tra 460-550 nm → appaiono arancione, rosso, giallo. Ficobilina, pigmento idrosolubile, si trova nei cloroplasti.
Meccanismo di Trasferimento Energetico
- L'importanza del pigmento nella fotosintesi: assorbire energia dalla luce. Gli elettroni liberi a livello molecolare nella struttura chimica di questi pigmenti ruotano a certi livelli energetici. Quando l'energia luminosa (fotoni) colpisce i pigmenti, gli elettroni assorbono energia e saltano al livello successivo. Non possono restarvi (instabile), quindi dissipano l'energia tornando al livello stabile. Durante la fotosintesi, questi elettroni ad alta energia trasferiscono la loro energia ad altre molecole, o vengono essi stessi trasferiti. Rilasciano l'energia catturata dalla luce, usata da altre molecole per formare zuccheri e nutrienti da CO₂ e acqua.
Fatti
- Idealmente i pigmenti dovrebbero assorbire energia luminosa di tutte le lunghezze d'onda per massimizzare l'assorbimento → dovrebbero apparire neri. Ma le clorofille sono verdi/marroni e assorbono nel visibile. Se assorbissero fuori dallo spettro visibile (UV, infrarossi), gli elettroni guadagnerebbero troppa energia: verrebbero espulsi dall'orbita o dissiperebbero calore, danneggiando le molecole. Quindi è la capacità di assorbire energia nel visibile che conta per la fotosintesi.