Reacción de colina
Ver efectos ópticos para más detalles.
Bajo la acción de la luz solar, los cloroplastos convierten el dióxido de carbono que entra a las hojas a través de los estomas y el agua absorbida por las raíces en glucosa, y al mismo tiempo liberan oxígeno
12H2O; +6 CO2+luz solar → (con clorofila Se produce una reacción química) C6H12O6 (glucosa) + 6O2 + 6H2O
Nota: El agua en ambos lados del signo igual en la fórmula anterior no se puede cancelar, aunque la fórmula es muy especial en química. La razón es que el agua de la izquierda es absorbida por las plantas y utilizada para crear oxígeno y proporcionar electrones e iones de hidrógeno. Los átomos de oxígeno de la molécula de agua de la derecha provienen del dióxido de carbono. Para expresar más claramente el proceso inicial de este producto de materia prima, la gente está más acostumbrada a escribir moléculas de agua en los lados izquierdo y derecho del signo igual, o a poner un asterisco en la esquina superior derecha de la molécula de agua.
12H2O+luz solar → 12H2+6O2 [reacción luminosa] 12H2 (de reacción luminosa) + 6CO2 → C6H12O6 (glucosa) + 6H2O [reacción oscura]
La fotosíntesis de las plantas se puede dividir en Dos pasos: reacción luminosa y reacción oscura:
Reacción inducida por la luz
Fondo: tilacoides
Factores que influyen: intensidad de la luz, suministro de agua
Dos picos de absorción de la fotosíntesis de las plantas
El proceso de pico de absorción de la clorofila a y la clorofila b: dos conjuntos de sistemas fotosintéticos en la membrana del cloroplasto: el sistema fotosintético I y el sistema fotosintético II. (El sistema fotosintético I es más primitivo que el sistema fotosintético II, pero la transferencia de electrones comienza con el sistema fotosintético II, y los dos sistemas se nombran en el orden en que fueron descubiertos). Bajo la luz, los fotones con longitudes de onda de 700 nm y 680 nm son Absorción, Los electrones obtenidos durante la fotólisis de las moléculas de agua se transfieren continuamente como energía. El citocromo b6/f también participa y finalmente pasa a la coenzima NADP, que se reduce a NADPH mediante la ferredoxina-NADP reductasa. Debido a las diferentes concentraciones, los iones de hidrógeno obtenidos por fotólisis del agua se mueven hacia afuera desde el tilacoide a la matriz a través del complejo proteico en la membrana del tilacoide. La energía potencial entre los dos se reduce y se utiliza para sintetizar ATP de reacción oscura. En este momento, los iones de hidrógeno con energía potencial reducida son eliminados por el portador de hidrógeno NADP. Una molécula de NADP puede transportar dos iones de hidrógeno. Este ion NADPH+H actúa como agente reductor en la reacción oscura.
Significado:
La fotólisis del agua produce oxígeno.
Convierte la energía luminosa en energía química para producir ATP, que proporciona energía para reacciones oscuras.
Utiliza iones de hidrógeno para sintetizar iones NADPH e H. Los iones de hidrógeno son productos de la fotólisis del agua y proporcionan agentes reductores para reacciones oscuras.
El proceso específico es el siguiente:
El fotosistema está compuesto por muchos pigmentos, como clorofila a (clorofila a), clorofila b (clorofila b), carotenoides, etc. No sólo amplía el espectro de la fotosíntesis, sino que otros pigmentos también pueden absorber una luz excesivamente intensa, produciendo lo que se llama fotoprotección. En este sistema, cuando un fotón golpea una molécula de pigmento en el sistema, como se muestra en la Figura [1], los electrones se transfieren entre moléculas hasta llegar al centro de reacción. Hay dos tipos de centros de reacción. El espectro de absorción del sistema óptico alcanza su máximo a 700 nm y el espectro de absorción del sistema 2 alcanza su máximo a 680 nm. El centro de reacción está compuesto de clorofila a y una proteína específica (la clorofila a aquí se debe a su posición especial más que a su estructura. El tipo de proteína determina la longitud de onda absorbida por el centro de reacción). Después de que el centro de reacción absorbe luz de una longitud de onda específica, la clorofila a excita un electrón. La enzima a su lado divide el agua en iones de hidrógeno y átomos de oxígeno que compensan la falta de moléculas de clorofila a. Luego, la clorofila a pasa por el proceso que se muestra en la figura para producir moléculas de ATP y NADPH, que es la llamada cadena de transporte de electrones.
Existen dos tipos de cadenas de transferencia de electrones, cíclicas y no cíclicas.
Cadena de transferencia de electrones acíclica
El proceso de la cadena de transferencia de electrones acíclica es aproximadamente el siguiente:
Los electrones parten del sistema óptico 2.
Sistema Óptico 2->Aceptador Principal->Plastoquinona (Pq)->Complejo Citocromo->Plastocianina (Proteína que Contiene Cobre) (PC)->Sistema Óptico 1->Aceptador Primario->Ferroredoxina (FD) )->NADP+ Reductasa
A partir del fotosistema 2, la cadena de transporte de electrones acíclica divide el agua, libera oxígeno y produce ATP y NADPH.
Cadena de transferencia de electrones cíclica
El proceso de la cadena de transferencia de electrones cíclica es el siguiente:
Los electrones parten del sistema óptico 1.
Fotosistema 1→receptor primario)→ferredoxina (Fd)→complejo de citocromo)→plastocianina (proteína que contiene cobre) (Pc)→fotosistema 1.
La cadena de transporte de electrones cíclica no produce oxígeno porque la fuente de los electrones no es agua dividida. Finalmente se produce ATP.
En la cadena de transporte de electrones acíclico, el complejo de citocromo impulsará los iones de hidrógeno hacia los tilacoides (traducción provincial de Taiwán). Las altas concentraciones de iones de hidrógeno seguirán una tendencia de concentraciones altas a bajas, como la difusión de tilacoides fuera del cuerpo. Sin embargo, la membrana tilacoide es una bicapa de fosfolípidos, lo que dificulta en gran medida el movimiento de los iones de hidrógeno y solo puede escapar a través de un canal llamado ATP sintasa. En el camino, es como agua en una presa, liberando su energía potencial. Cuando pasa a través de la ATP sintasa, proporciona energía y cambia de forma, lo que permite que la ATP sintasa sintetice ATP a partir de ADP y fosfato.
La síntesis de NADPH no es tan dramática. Es la síntesis de electrones emitidos e iones de hidrógeno con NADP+ existente originalmente en la matriz.
Cabe destacar que la fotosíntesis consume mucho más ATP que NADPH, por lo que cuando el ATP es insuficiente, el NADPH se acumulará relativamente, estimulando así la circulación de electrones.