¿Qué significa "pico de fotosíntesis de clorofila" en relación con la longitud de onda del fotón?

Lo primero a tener en cuenta es que el espectro de absorción de la clorofila A y la clorofila B es similar pero no igual. El motivo de la aparición de los espectros de absorción es que la luz está compuesta de fotones de luz. Fotón diferente tiene diferente frecuencia de oscilación y energía. La esencia de la absorción de clorofila es la absorción de fotones. Después de la absorción de clorofila de un fotón, el electrón pasa del estado fundamental al estado excitado y obtiene agua electrónica del agua que causa la descomposición. Solo el fotón que tiene una frecuencia de vibración resonante con los electrones y puede cumplir con los requisitos de energía de las transiciones electrónicas para ser absorbido por la clorofila. La energía del fotón de diferentes longitudes de onda de luz es diferente. Esta es también la razón por la cual las diferentes longitudes de onda de la luz afectan la absorción de la luz de la clorofila.

Simplemente explique el espectro de absorción:

• 280 ~ 315nm tiene un pequeño efecto en la morfología de la planta y los procesos fisiológicos
• La tasa de absorción de 315 ~ 400nnm es pequeña, afecta el fotoperíodo, evita el alargamiento del tallo
• 400 ~ 520nm (azul) La relación de absorción de clorofila y carotenoide en esta luz es máxima, tiene el mayor impacto en la fotosíntesis
• La tasa de absorción de 520 ~ 610nm no es alta
• 610 ~ 720nm (rojo) baja tasa de absorción. Tiene un efecto significativo sobre la fotosíntesis y el efecto del ciclo de luz de la clorofila.
• 720 ~ 1000nm Baja tasa de absorción, estimula el alargamiento celular, el impacto de la floración y la germinación de semillas
• 1000nm convertido en calor

ps la luz blanca es una mezcla de luz

Comencemos primero con el espectro de absorción (imagen de la página de Wikipedia en clorofila ):

Lo que ves en la figura es la absorción de luz en todo el espectro visible por la clorofila a (azul) y b (roja). Cuanto más altos son los picos, mayor es la absorción. Lo que podemos ver, es que la clorofila absorbe luz aproximadamente hasta 500 nanómetros (nm) y desde 620 nm. La luz entre estos no es absorbida, sino reflejada. Esta es la luz verde y la razón por la cual las hojas son verdes. Por encima de 700 nm la luz se refleja de nuevo, esta es la razón por la que las hojas verdes se ven blancas en la fotografía infrarroja.

El pico de ambas clorofilas asegura que la luz de la longitud de onda se pueda usar de manera eficiente para la fotosíntesis. Dado que las hojas contienen ambas clorofilas, esto proporciona un rango más amplio de absorción de energía que con una sola. Además, ambos máximos de absorción están lo suficientemente alejados entre sí para evitar que una clorofila "robe" luz a la otra.

La luz situada más cerca del pico transmite más energía porque se absorbe mejor. Cuanto más se acerque al máximo de las curvas de absorción, mayor será la absorción y la transferencia de energía.

¿Qué significan / representan los "puntos máximos" de longitud de onda?

Los puntos máximos de la clorofila y su correspondencia con el espectro de acción indican que las clorofilas desempeñan un papel importante en la fotosíntesis. También está claro que la clorofila no es el único químico involucrado en la captación de luz y que se utilizan otros pigmentos de antena .

Como se menciona en la respuesta de Chris, las clorofilas (plural) absorben y reflejan la luz en varios grados a diferentes frecuencias, como se explica en la página web en el enlace que se proporcionó (en la sección fotosíntesis ) .

De la página web de clorofila de Wikipedia, sección " Medición del contenido de clorofila ":

"En agua con acetona al 90 %, las longitudes de onda máximas de absorción de la clorofila a son 430 nm y 664 nm; los picos de la clorofila b son 460 nm y 647 nm; la clorofila c tiene algunos isómeros, los picos de la c$_1$son 442 nm y 630 nm; picos de clorofila c$_2$son 444 nm y 630 nm; variedad c$_3$se descubre recientemente; los picos de la clorofila d son 401 nm, 455 nm y 696 nm; la clorofila f (también un descubrimiento más reciente que la información ofrecida en Wikipedia) se absorbe a 720 nm, lo que la convierte en la clorofila más desplazada hacia el rojo hasta la fecha.

Observe que el pico Soret de la clorofila A proporciona la mayor tasa de crecimiento. La luz azul también afecta el fototropismo más que el rojo. Diferentes longitudes de onda afectan a la planta de manera diferente, algunas causan el crecimiento mientras que otras longitudes de onda regulan la flexión, incluso el desarrollo de la semilla.

Aquí hay una imagen de la página web de cell.us: " Action Spectrum Green Plants ":

Tenga en cuenta que las plantas reflejan la luz infrarroja más allá de los 700 nm, por eso aparecen blancas (en lugar de negras) en la fotografía infrarroja del lado derecho:

^{Haga clic para ampliar}

¿Cómo difiere la luz en el espectro rojo (digamos alrededor de 630 nm) (o afecta a las plantas) en comparación con la luz en el espectro rojo que alcanza un máximo de 680 nm (que deduzco es el pico de clorofila A)?

La clorofila b simplemente amplía el rango de luz utilizable disponible para la planta.

Cuando se proyecta la misma cantidad de flujo radiante a las hojas en diferentes longitudes de onda, una lejos de un pico de clorofila y la otra cerca, ¿cuál le da más energía a la planta y por qué?

Las frecuencias de luz más cercanas a uno de los picos tienen el mayor efecto sobre el crecimiento, como puede ver en el espectro de acción, la luz azul es más energética que la roja e incluso la luz de banda media (verde) tiene un efecto pequeño pero significativo sobre el crecimiento. Debido a que la luz verde no se absorbe, parte se refleja y parte pasa a través de las hojas superiores a las hojas inferiores sombreadas.

Las plantas usan la luz de manera ineficiente porque no es un factor limitante en su crecimiento, sino el CO$_2$es.