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顔料は、他のものを吸収しながら特定の波長の光を反射する着色化学物質です。葉、花、サンゴ、動物の皮には、それぞれに特徴的な色を与える顔料が含まれています。光合成は植物で起こるプロセスであり、光エネルギーの化学エネルギーへの変換として定義することができます。それは、緑色の植物がクロロフィル（植物の緑色の色素）の助けを借りて二酸化炭素と水から炭水化物を生成するプロセスであり、その間に光エネルギーの源が存在します。
クロロフィルA
クロロフィルAは、緑色の光を反射しながら青色と赤色の光を吸収するので緑色に見えます。それは葉の中で最も豊富な種類の色素であり、また葉緑体の中で最も重要な種類の色素でもあります。分子レベルで、それはそれが光エネルギーを吸収することを可能にするポルフィリン環を有する。
クロロフィルB
クロロフィルＢは、クロロフィルＡよりも豊富ではないが、より多くの量の光周波数を吸収する能力を有する。
クロロフィルC
クロロフィルCは植物には見られず、光合成を行うことができる微生物にのみ見られます。
カロテノイドとフィコビリン
カロテノイド色素は植物だけでなく多くの光合成生物にも見られます。それらは約450〜550 nmの光を吸収し、通常はオレンジ、赤、黄色で現れます。水溶性色素のフィコビリンは葉緑体に含まれています。
エネルギー伝達メカニズム
顔料は、光からエネルギーを吸収するのを助けるという事実により、光合成においてその重要性を有する。分子レベルでは、光合成色素の化学構造内の自由電子は特定のエネルギーレベルで移動します。光エネルギー（光子）がそれらに当たると、電子がそれを吸収して次のエネルギー準位に進みます。これはこれらの電子の安定状態ではないため、同じエネルギーレベルを維持し続けることはできません。そのため、エネルギーを消散させて安定したエネルギーレベルに戻る必要があります。光合成中に、これらの高エネルギー電子はそれらの内容物を他の分子に移動させるか、またはそれら自体が移動される。このようにして、それらは光を通して捕獲したエネルギーを放出し、それは次に二酸化炭素や水のような物質を使って、砂糖や他の栄養素を形成するために他の分子によって使われます。
事実
理想的には、顔料はすべての波長からの光エネルギーを吸収して最大値を吸収できるようにするべきです。そうするために、それらは黒であるべきですが、クロロフィルは実際には緑か茶色であり、そして可視スペクトルの光のほんの数周波数を吸収します。紫外線や赤外線のように、顔料が可視光のスペクトルから離れた波長を吸収し始めた場合、自由電子は大量のエネルギーを得て、軌道から放出されるか、すぐに消散します。熱の形で。したがって、色素のエネルギー吸収能力は、光合成を起こさせるために非常に重要です。