Вивчаючи такий процес, як фотосинтез, Який активується світлом, важливо визначити спектри дії даного процесу для ідентифікації залучених до нього пігментів. Спектр дії являє собою графік, що показує залежність ефективності досліджуваного процесу від впливу світла з різними довжинами хвиль.

Спектр поглинання являє собою графік залежності відносної кількості поглиненого пігментом світла від різної довжини хвилі. На малюнку показані спектр дії фотосинтезу і спектр поглинання для комбінованих фотосинтетичних пігментів.

Зверніть увагу на велику схожість представлених графіків, а це означає, що за поглинання світла при фотосинтезі відповідальні пігменти, і особливо хлорофіл.

Порушення хлорофілу світлом

Коли молекула хлорофілу або іншого фотосинтетичного пігменту поглинає світло, кажуть, що вона перейшла в збуджений стан. Енергія світла використовується для перекладу електронів на більш високий енергетичний рівень. Енергія світла вловлюється хлорофілом і перетвориться в хімічну енергію. Збуджений стан хлорофілу нестійка, і його молекули прагнуть повернутися в звичайне (сталий) стан. Наприклад, якщо через розчин хлорофілу пропустити світло, а потім поспостерігати за ним в темряві, то ми побачимо, що розчин флуоресціює. Це відбувається тому, що надлишкова енергія збудження перетворюється на світло з більшою довжиною хвилі (і меншою енергією), при цьому залишок енергії втрачається у вигляді тепла.

Збуджені електрони повертаються в своє звичайне низькоенергетичне стан. В живій рослині вивільняється енергія може переходити до іншої молекулі хлорофілу (див. нижче). При цьому збуджений електрон може переходити від молекули хлорофілу до іншої молекулі, званої акцептором електронів. Оскільки електрон негативно заряджений, то після його «відходу» в молекулі хлорофілу залишається позитивно заряджена «дірка».

Процес віддачі електронів називається окисленням, А процес їх придбання - відновленням. Отже, хлорофіл окислюється, а акцептор електронів відновлюється. Хлорофіл заміщає втрачені електрони за рахунок низько енергетичних електронів інших молекул, які називаються донорами електронів.

Перші стадії процесу фотосинтезу включають в себе переміщення і енергії, і збуджених електронів між молекулами в рамках фотосистем, описуваних нижче.