¿Qué es la reacción dependiente de la luz?

Las plantas verdes sintetizan los alimentos que necesitan y todos los demás organismos dependen de ellas para satisfacer sus necesidades. Las plantas verdes llevan a cabo la fotosíntesis, un proceso fisicoquímico mediante el cual utilizan la energía de la luz para impulsar la síntesis de compuestos orgánicos. La fotosíntesis puede definirse como la síntesis de carbohidratos por parte de los órganos verdes de una planta en presencia de la luz solar procedente del CO2 y el H2O. La fotosíntesis es un mecanismo fisicoquímico de oxidación y reducción sensibilizado, en el que se oxida el agua y se reduce el CO _{2 .} El carbono y el oxígeno presentes en los carbohidratos se derivan del dirust de carbono y el hidrógeno del agua. El oxígeno generado en la fotosíntesis proviene del agua y no del CO ₂ . El oxígeno presente en el agua de producto proviene del CO _2,y los hidrógenos del mismo provienen del agua del sustrato. Este proceso produce alrededor de 170 000 millones de toneladas de materia seca en términos de carbono, de las cuales 55 000 millones de toneladas se forman anualmente en los océanos. La fotosíntesis es el único proceso natural por el cual se libera oxígeno a la atmósfera. La clorofila (pigmento verde de la hoja), la luz y el CO2 son necesarios para que se produzca la fotosíntesis.

reacción de luz

La reacción a la luz necesita luz para producir moléculas orgánicas ricas en energía (ATP y NADPH) que son iniciadas principalmente por el pigmento de color verde del cloroplasto. La reacción a la luz o la fase fotoquímica incluye la absorción de luz, la división del agua, la liberación de oxígeno y la formación de intermediarios químicos de alta energía, ATP y NADPH. Varios complejos están involucrados en el proceso. Los pigmentos que absorben la luz se encuentran en las membranas de los tilacoides. Las láminas del estroma carecen de NADP reductasa y PS2, y las paredes externas y los márgenes de los tilacoides terminales de grana representan regiones no adheridas y las membranas de los tilacoides de grana restantes representan regiones adheridas. Hay complejos de proteínas en las membranas de los tilacoides a los que se unen las moléculas de pigmento.

fotosistema

Hay dos tipos de fotosistemas en la membrana tilacoide. El fotosistema 2 (PS2) funciona primero (el número refleja el orden de descubrimiento) y es mejor para absorber una longitud de onda de 680 nm. La clorofila del centro de reacción de PS2 se llama P680. El fotosistema 1 (PS1) absorbe mejor una longitud de onda de 700 nm. La clorofila del centro de reacción de PS1 se llama P700. Las membranas tilacoides de los cloroplastos tienen dos tipos de fotosistemas, cada uno con sus propias moléculas. Los pigmentos están organizados en dos complejos fotoquímicos captadores de luz (LHC) discretos dentro del Fotosistema 1 (PS1) y el Fotosistema 2 (PS2). Estos son nombres en la secuencia de su descubrimiento, y no en la secuencia en la que funcionan durante la reacción a la luz. El LHC está formado por cientos de moléculas de pigmento unidas a proteínas. Cada fotosistema tiene todos los pigmentos (excepto una molécula de clorofila a) que forman un sistema de captación de luz también llamado antenas. Estos pigmentos ayudan a que la fotosíntesis sea más eficiente al absorber diferentes longitudes de onda de luz. La única molécula de clorofila forma el centro de reacción. El centro de reacción es diferente en ambos fotosistemas. En PS1 el centro de reacción clorofila a tuvo un pico de absorción a 700 nm, por lo que se llama P700, mientras que en PS2 tiene máximos de absorción a 680 nm, y se llama P680. Todos los organismos fotosintéticos que generan oxígeno contienen Chl-a y dos tipos de fotosistemas (PS1 y PS2). Las bacterias fotosintéticas que no liberan oxígeno carecen de Chl-a y PS2. Estos pigmentos ayudan a que la fotosíntesis sea más eficiente al absorber diferentes longitudes de onda de luz. La única molécula de clorofila forma el centro de reacción. El centro de reacción es diferente en ambos fotosistemas. En PS1 el centro de reacción clorofila a tuvo un pico de absorción a 700 nm, por lo que se llama P700, mientras que en PS2 tiene máximos de absorción a 680 nm, y se llama P680. Todos los organismos fotosintéticos que generan oxígeno contienen Chl-a y dos tipos de fotosistemas (PS1 y PS2). Las bacterias fotosintéticas que no liberan oxígeno carecen de Chl-a y PS2. Estos pigmentos ayudan a que la fotosíntesis sea más eficiente al absorber diferentes longitudes de onda de luz. La única molécula de clorofila forma el centro de reacción. El centro de reacción es diferente en ambos fotosistemas. En PS1 el centro de reacción clorofila a tuvo un pico de absorción a 700 nm, por lo que se llama P700, mientras que en PS2 tiene máximos de absorción a 680 nm, y se llama P680. Todos los organismos fotosintéticos que generan oxígeno contienen Chl-a y dos tipos de fotosistemas (PS1 y PS2). Las bacterias fotosintéticas que no liberan oxígeno carecen de Chl-a y PS2. y se llama P680. Todos los organismos fotosintéticos que generan oxígeno contienen Chl-a y dos tipos de fotosistemas (PS1 y PS2). Las bacterias fotosintéticas que no liberan oxígeno carecen de Chl-a y PS2. y se llama P680. Todos los organismos fotosintéticos que generan oxígeno contienen Chl-a y dos tipos de fotosistemas (PS1 y PS2). Las bacterias fotosintéticas que no liberan oxígeno carecen de Chl-a y PS2.

Gota roja y efecto de Emerson

Emerson y sus compañeros de trabajo expusieron plantas de Chlorella a una sola longitud de onda de luz a la vez y midieron el rendimiento cuántico. Tal luz con una longitud de onda se llama luz monocromática. Trazó un gráfico del rendimiento cuántico en términos de evolución de O² en varias longitudes de onda de luz visible. Hizo este estudio para determinar la longitud de onda de la luz visible. Además, realizó este estudio para determinar la longitud de onda en la que el rendimiento fotoquímico de oxígeno era máximo. El rendimiento fue casi constante en la región de 600-680 nm (región roja), caen en el rendimiento fotosintético más allá de la región roja del espectro. Se llama gota roja o primer efecto de Emerson. Esto se supone debido a que PS-2 no funciona. Emerson y sus compañeros de trabajo modificaron los experimentos anteriores suministrando longitudes de onda de luz más cortas (luz roja) junto con longitudes de onda de luz más largas (luz roja lejana más allá de 680 nm). Descubrieron que la luz monocromática de longitud de onda más larga (luz roja lejana) complementada con una longitud de onda de luz más corta (luz roja), mejoró el rendimiento fotosintético en comparación con la suma del rendimiento en comparación con la suma del rendimiento cuando dos fotosistemas funcionan de forma independiente. . Esto condujo al concepto de dos fotosistemas. Esta mejora del rendimiento fotosintético se denomina efecto de mejora de Emerson o segundo efecto de Emerson. El número de fotones (cuantos) necesarios para liberar una molécula de oxígeno durante la fotosíntesis se denomina requisito cuántico (8 cuantos). El número de moléculas de oxígeno liberadas por fotón en la fotosíntesis se denomina rendimiento cuántico. Se libera una molécula de oxígeno por cada ocho fotones de luz absorbidos, por lo que el rendimiento cuántico es 1/8 = 0,025.

Puntos clave

• La respuesta a la luz atrapa la energía del sol y la convierte en energía compuesta que se almacena en NADPH y ATP.
• El oxígeno se entrega como un efecto secundario.

Diferencia entre reacción de luz y reacción oscura

reacción de luz	Reacción oscura
Tiene lugar sólo en presencia de luz.	Puede ocurrir en presencia o ausencia de luz diurna.
Es una etapa fotoquímica.	Es una etapa bioquímica.
NADP utiliza partículas H+ para dar forma a NADPH	El hidrógeno del NADPH se consolida con el CO 2
Las partículas de agua se dividen en hidrógeno y oxígeno.	Se entrega glucosa. El CO 2 se utiliza en respuesta a la oscuridad .
Ocurre en la grana del cloroplasto	Ocurre en el estoma del cloroplasto.
La fotólisis ocurre en PS-2	La fotólisis no ocurre.
Los resultados finales son ATP y NADPH.	La glucosa es el resultado final. ATP y NADPH ayudan en la disposición de la glucosa.

Preguntas conceptuales

Pregunta 1: ¿A qué variedad de luz es generalmente delicada la clorofila?

Responder:

Azul y Rojo son la variedad a la que las clorofilas son generalmente delicadas. Las hojas son verdes, por lo que reflejan la frecuencia verde de la luz blanca. El matiz de clorofila retiene de manera más eficiente aquellas frecuencias que se encuentran en los distritos de luz roja y azul de la luz blanca.

Pregunta 2: ¿Qué es LHC? ¿Dónde está presente?

Responder:

LHC significa complejo de recolección de luz. Está presente en el fotosistema 1 (PS-1) y el fotosistema 2 (PS-2).

Pregunta 3: ¿Explica la fotólisis del agua?

Responder:

La división del agua en hidrógeno, oxígeno y electrones en el fotosistema 2 (PS-2).

Pregunta 4: ¿Cuáles son los máximos de retención para las comunidades de respuesta de PS-1 y PS-2?

Responder:

El fotosistema 1 tiene un máximo de absorción de 700 nm y el centro de reacción del fotosistema 2 tiene un máximo de absorción de 680 nm .

Pregunta 5: ¿Cuál es la reacción de la luz?

Responder:

La respuesta a la luz también se denomina etapa fotoquímica. Incorpora la asimilación de la luz, la separación del agua, la descarga de oxígeno y la disposición de intermediarios sintéticos de alta energía (ATP y NADPH).

Pregunta 6: ¿Cuáles son las 4 etapas de las respuestas a la luz?

Responder:

Asimilación de luz en PSII. En el momento en que la luz es consumida por uno de los muchos colores del fotosistema II, la energía pasa internamente de un tono a otro hasta llegar al lugar de respuesta.

• combinación ATP.
• Asimilación de luz en PSI.
• Desarrollo de NADPH.