Differenza tra la luce e la reazione oscura

Major Difference - Light vs Dark Reaction

La reazione alla luce e la reazione al buio sono i due tipi di processi sequenziali che si verificano durante la fotosintesi delle piante. La reazione leggera avviene nella membrana tilacoide del cloroplasto mentre la reazione oscura si verifica nello stroma del cloroplasto. L'energia luminosa della luce solare viene intrappolata dalle clorofille durante la reazione leggera della fotosintesi. La reazione oscura è catalizzata da vari enzimi. Il differenza principale tra la luce e la reazione oscura è quella la reazione alla luce è il primo stadio della fotosintesi, che intrappola l'energia luminosa per produrre ATP e NADPH mentre la reazione oscura è il secondo stadio della fotosintesi, che produce glucosio usando la forma di energia ATP e NADPH prodotta dalla reazione alla luce. 

 Questo articolo esamina,

1. Qual è la reazione alla luce
      - Definizione, caratteristiche, funzione
2. Che cos'è Dark Reaction
      - Definizione, caratteristiche, funzione
3. Qual è la differenza tra Light e Dark Reaction

Qual è la reazione alla luce

La reazione alla luce è il primo stadio della fotosintesi, che produce ATP e NADPH intrappolando l'energia della luce solare da pigmenti chiamati clorofilla. La reazione leggera si verifica nella membrana tilacoide dei cloroplasti. Poiché la reazione alla luce dipende dalla luce solare, si verifica solo in presenza di luce solare. La clorofilla A e B sono i principali tipi di clorofilla coinvolti nella reazione alla luce. La clorofilla A è l'energia luminosa principale che intrappola i pigmenti e la clorofilla B è il pigmento accessorio che intrappola la luce e passa alla clorofilla A. L'energia intrappolata dalla clorofilla A passa al fotosistema II (PS II) e al fotosistema I (PSI) sotto forma di elettroni ad alta energia. Il PS II uscito prende gli elettroni dividendo le molecole d'acqua in ossigeno molecolare, generando elettroni ad alta energia, che vengono trasferiti attraverso una serie di vettori di elettroni in PS I. La scissione dell'acqua in PS II si chiama fotolisi. PS I genera anche elettroni ad alta energia dall'energia della luce solare. Questi elettroni sono utilizzati nella formazione di NADPH dall'enzima NADP⁺ reduttasi. ATP sintasi utilizza H⁺ ioni, che sono generati dalla fotolisi per produrre ATP. La reazione alla luce è mostrata in Figura 1.

Figura 1: reazione alla luce

Che cos'è Dark Reaction

La reazione oscura è il secondo stadio della fotosintesi, che produce il glucosio dall'energia di ATP e NADPH prodotto nella reazione alla luce. Si verifica nello stroma del cloroplasto. La reazione oscura si verifica in due meccanismi di reazione: ciclo C3 e ciclo C4. Il ciclo C3 si chiama ciclo Calvin mentre il ciclo C4 è chiamato ciclo Hatch-Stack. Il ciclo di Calvin avviene in tre fasi. Durante la prima fase, l'anidride carbonica viene fissata in 1,5-bisfosfato di ribosio, formando un composto di sei carbonio instabile, che viene poi idrolizzato in tre composti di carbonio, il 3-fosfoglicerato. L'enzima coinvolto nel processo è rubisco. A causa dell'imperfezione catabolica del rubisco, la fotorespirazione avviene in presenza di basse concentrazioni di biossido di carbonio. Durante la seconda fase, alcuni dei 3-fosfoglicerati sono ridotti per produrre fosfati esosi. I restanti 3-fosfoglicerati sono utilizzati nel riciclaggio del ribosato 1,5-fosfato.

Durante il ciclo C4, si osserva una doppia fissazione del biossido di carbonio, aumentando l'efficienza della fotosintesi. Prima di entrare nel ciclo di Calvin, il biossido di carbonio viene fissato nel fosfoenolo piruvato, formando un composto di quattro carbonio, ossaloacetato. L'ossalacetato viene convertito in malato e trasferito in cellule di guaina per entrare nel ciclo di Calvin rimuovendo l'anidride carbonica. Il ciclo di Calvin è mostrato in figura 2.

Figura 2: Ciclo Calvin

Differenza tra la luce e la reazione oscura

Si verifica

Reazione alla luce: La reazione leggera si verifica nella membrana tilacoide del cloroplasto.

Dark Reaction: La reazione scura si verifica nello stroma del cloroplasto.

Luce

Reazione alla luce: La reazione della luce dipende dalla luce solare.

Dark Reaction: La reazione oscura è indipendente dalla luce solare.

pigmenti

Reazione alla luce: Le clorofille sono i pigmenti coinvolti nella reazione leggera.

Dark Reaction: Nessun pigmento è coinvolto nella reazione al buio.

fotolisi

Reazione alla luce: La fotolisi si verifica in PS II durante la reazione alla luce.

Dark Reaction: Nessuna fotolisi si verifica durante la reazione al buio.

Ossigeno / anidride carbonica

Reazione alla luce: L'ossigeno viene liberato durante la reazione leggera.

Dark Reaction: Il biossido di carbonio viene fissato durante la reazione al buio.

risultati

Reazione alla luce: ATP e NADPH sono prodotti durante la reazione alla luce.

Dark Reaction: Il glucosio viene prodotto utilizzando l'energia di ATP e NADPH, prodotta nella reazione alla luce.

Conclusione

La reazione alla luce e la reazione al buio sono i due passaggi delle reazioni coinvolte nella fotosintesi. La reazione leggera si verifica nella membrana tilacoide dei cloroplasti. L'energia della luce solare è intrappolata dalle clorofille e l'energia intrappolata viene utilizzata nella produzione di ATP e NADPH. Questi ATP e NADPH sono utilizzati nella produzione di glucosio nella reazione al buio. La reazione oscura si verifica nello stroma di cloroplasti con il coinvolgimento di enzimi. Si presenta in due modi, ciclo C3 e ciclo C4. Il ciclo C4 è più efficiente del ciclo C3. La principale differenza tra la reazione di luce e buio è il loro contributo alla fotosintesi.

Riferimento:
1. Berg, Jeremy M. "Le reazioni alla luce della fotosintesi". Biochimica. 5a edizione. U.S. National Library of Medicine, 01 gennaio 1970. Web. 17 aprile 2017.
2. Berg, Jeremy M. "Il ciclo Calvin sintetizza esidi da anidride carbonica e acqua." Biochimica. 5a edizione. U.S. National Library of Medicine, 01 gennaio 1970. Web. 16 aprile 2017.
3. Lodish, Harvey. "Metabolismo della CO2 durante la fotosintesi". Biologia molecolare cellulare.

Cortesia dell'immagine:
1. "Fotofosforilazione ciclica" di David Berard - Opera personale (CC0) via Commons Wikimedia
2. "Sfondo del ciclo di Calvin" di Adenosine - File: Calvin-cycle4.svg (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia