Fotosistema 1 y 2; P680/P700; clorofila a/b

Con respecto a sus preguntas #1 ( "¿El centro de reacción del pigmento primario en ambos fotosistemas es un par de moléculas de clorofila a?" ) y #3 ( "¿Cómo puede ser que absorba a una longitud de onda diferente en los dos fotosistemas si es el mismo molécula?" ):

Ambos centros de reacción en Photosystem I y Photosystem II contienen solo clorofila a. Según Lodish ( Biología Celular Molecular ):

Al igual que en el centro de reacción bacteriano, en el centro de cada fotosistema de cloroplasto hay un par de moléculas especializadas de clorofila a en el centro de reacción , que son capaces de someterse a una transferencia de electrones impulsada por la luz. Las clorofilas en los dos centros de reacción difieren en sus máximos de absorción de luz debido a las diferencias en su entorno proteico . Por esta razón, las clorofilas del centro de reacción a menudo se denominan P680 (PSII) y P700 (PSI). (énfasis mío)

Con respecto a su pregunta n. ° 2 ( "Si es así, ¿qué es la clorofila b? ¿Es simplemente un pigmento accesorio?" ):

La clorofila b tiene una estructura molecular diferente (y, por lo tanto, un espectro de absorción diferente) y es menos abundante en el cloroplasto que la clorofila a. Aquí hay una imagen que representa sus estructuras moleculares y espectros de absorción:

_{(a) La clorofila a, (b) la clorofila b y (c) el β-caroteno son pigmentos orgánicos hidrofóbicos que se encuentran en la membrana tilacoidal. La clorofila ayb, que son idénticas excepto por la parte indicada en el recuadro rojo, son las responsables del color verde de las hojas. El β-caroteno es responsable del color naranja de las zanahorias. Cada pigmento tiene (d) un espectro de absorbancia único. Fuente: "OpenStax College, Las reacciones de la fotosíntesis dependientes de la luz. 16 de octubre de 2013".}

Tanto la clorofila a como la b están presentes en el complejo de antenas. Todavía según Lodish:

Al igual que en las bacterias fotosintéticas, cada centro de reacción tiene una antena asociada que consiste en un grupo de complejos captadores de luz (LHC); los LHC asociados con PSII y PSI contienen proteínas diferentes.

Sin embargo, la mayor parte de la clorofila b está asociada al complejo de antena PSII, no al PSI, que es una de las principales diferencias entre PSII y PSI.

Fuente: Lodish, H. (2000). Biología celular molecular. 4ª ed. Nueva York: WH Freeman.

Por lo que entiendo, ambos fotosistemas contienen clorofila a, aunque se modifican de manera diferente en cada caso, lo que cambia sus espectros de absorción en consecuencia.

Fuentes: en.wikipedia.org/wiki/Photosystem_I www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11687208 www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11786359

La clorofila b es un pigmento que se diferencia de la chl a por un solo grupo funcional:

Y así también tiene un espectro de absorción diferente:

Como mencionó Goel, algunas plantas (o partes de plantas) que crecen en las sombras tienen una mayor proporción de PSII (contiene la mayoría de la clorofila b en.wikipedia.org/wiki/Chlorophyll_b, Fisiología y desarrollo de plantas por Taiz y Zeiger 6e, capítulo 9) a PSI, lo que resulta en una mayor cantidad de pigmentos de clorofila b en sus tejidos fotosintéticos. Esto les da una ventaja, ya que absorben rayos con longitudes de onda que las hojas que les dan sombra no detectan o no absorben de manera eficiente.

Los pigmentos de antena son predominantemente clorofila b, xantofilas y carotenos. La clorofila a se conoce como el pigmento central. Sus espectros de absorción no se superponen y amplían el rango de luz que se puede absorber en la fotosíntesis. Los carotenoides tienen otro papel como antioxidante para prevenir el daño fotooxidativo de las moléculas de clorofila. Cada complejo de antena tiene entre 250 y 400 moléculas de pigmento y la energía que absorben es transportada por transferencia de energía de resonancia a un complejo especializado de clorofila y proteína conocido como el centro de reacción de cada fotosistema. El centro de reacción inicia una serie compleja de reacciones químicas que capturan energía en forma de enlaces químicos. Fuente :https://googleweblight.com/i?u=https://en.m.wikipedia.org/wiki/Light-harvesting_complexes_of_green_plants&grqid=SbEQ4daG&hl=en-IN

En las plantas terrestres, las antenas captadoras de luz alrededor del fotosistema II contienen la mayor parte de la clorofila b. Por lo tanto, en los cloroplastos adaptados a la sombra, que tienen una mayor proporción de fotosistema II a fotosistema I, hay una mayor proporción de clorofila b a clorofila a. Esto es adaptativo, ya que el aumento de clorofila b aumenta el rango de longitudes de onda absorbidas por los cloroplastos de sombra. . Fuente: https://googleweblight.com/i?u=https://en.m.wikipedia.org/wiki/Chlorophyll_b&grqid=UwAfK7V5&hl=en-IN

Entonces, ambos centros de reacción tienen clorofila A, que puede absorber un rango de longitudes de onda con un máximo de 662 nm. Aunque, el pico difiere para dos fotosistemas debido a las proteínas antenarias. Más clorofila b en PS II transfiere más energía a la clorofila a en el pico de 680 nm. Más carotenos y xantófilos en PS I transfieren más energía al centro de reacción en el pico de 700 nm.