Passer de la lumière blanche à travers un prisme sépare la lumière en différentes longueurs d’onde, apparaissant comme un arc-en-ciel de couleurs. L’ordre des couleurs est déterminé par la longueur d’onde de la lumière. Pour la lumière visible, le rouge a la plus grande longueur d’onde et le violet la plus petite. Cependant, la lumière visible n’est qu’une petite partie du spectre électromagnétique. L’énergie est inversement proportionnelle à la longueur d’onde ; les longueurs d’onde les plus longues ont moins d’énergie que les plus courtes. Par exemple, la lumière UV a une longueur d’onde plus courte et plus d’énergie que la lumière visible.
Un pigment est toute substance qui absorbe la lumière. La couleur du pigment provient des longueurs d’onde de la lumière qui sont réfléchies, ou autrement dit, des longueurs d’onde non absorbées. La chlorophylle, le pigment vert commun à toutes les cellules photosynthétiques, absorbe toutes les longueurs d’onde de la lumière visible, sauf le vert, qu’elle reflète. C’est pourquoi les plantes nous paraissent vertes. Les pigments noirs absorbent toutes les longueurs d’onde de la lumière visible qui les frappe. Les pigments blancs réfléchissent la plupart des longueurs d’onde qui les frappent.
Chaque pigment possède un spectre d’absorption caractéristique décrivant la façon dont il absorbe ou reflète les différentes longueurs d’onde de la lumière. Les longueurs d’onde absorbées par la chlorophylle et les autres pigments photosynthétiques génèrent des électrons pour alimenter la photosynthèse. Tous les organismes photosynthétiques possèdent de la chlorophylle a qui absorbe les longueurs d’onde violet-bleu et rouge-orange. La chlorophylle a reflète les longueurs d’onde vertes et jaune-vert.
Les pigments photosynthétiques accessoires, notamment la chlorophylle b et le bêta-carotène, absorbent l’énergie que la chlorophylle a n’absorbe pas. La chlorophylle ne déclenche une réaction chimique que lorsqu’elle est associée à des protéines enchâssées dans une membrane, comme dans les membranes thylakoïdes du chloroplaste ou dans les replis membranaires que l’on trouve chez les procaryotes photosynthétiques.
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