Fény-függő reakciókat fotoszintézis

A fotoszintézis kezdődik a gerjesztés klorofill miatt felszívódását egy foton. Horny elektron transzfer energia magasabb pályára, de hamarosan 10 -9 s visszatér a kiindulási helyzetbe. Ez akkor fordul elő, amikor a felesleges gerjesztési energiát részlegesen hővé alakul, de a legtöbb vezetjük más molekulákhoz a klorofill.

Ebben a fázisban van a víz fotolízisével hajtjuk fotoszintetikus foszforiláció. A fotoszintetikus foszforiláció - az energiaátalakítási folyamat a fényenergia ATP. Arron amerikai tudós fedezte fel két típusú foszforiláció: ciklikus és nem ciklikus.

Amikor a kerékpározás előfordul átalakítása fényenergiát kémiai folyamat. ATP szintézis konjugátum a formációs víz, de nem oxigén fejlődésével.

Nem gyűrűs foszforiláció történik aerob szervezetek átalakítására fényenergia kémiai potenciál. ATP hozzáadásával képződött NADP nikotinamid · H2. amely szükséges a helyreállítási szén-dioxid és oxigén fejlődés.

A beállított fény-betakarító bonyolult fotokémiai reakció központ és rokon molekulák - elektron-hordozók alkalmazását fotorendszer. A klorofill a növényekben, és két formája van, és diverzifikált különböző abszorpciós spektrumok és fotokémiai jellemzői. Fotokémiai - a legfontosabb szerkezeti és funkcionális elemei a fotoszintetikus apparátus. Fotokémiai különbözhetnek az összetételben, a fehérjék, pigmentek és optikai tulajdonságait.

Fotokémiai I tartalmaz fényt gyűjtő és bonyolult fotokémiai reakció Center I, amely magában foglalja a klorofill dimer elnyeli hullámhosszúságú fény 700 nm-en.

Fotokémiai II komplex tartalmaz fényt gyűjtő és fotokémiai reakció központban II, amely magában foglalja a klorofill dimer elnyeli hullámhosszúságú fény 680 nm-en.

Fény elnyelődik ezek photosystems külön normál fotoszintézis igényel mindkettő részt vett. Két pigmentált rendszerről van szó a közlekedési elektronok hidrogén eredményeként kialakult víz fotoszintézis intermedierek során felmerülő átalakítása a CO2 szén. Átvitele az átviteli áramkör tartalmaz egy redox reakciók sorozatában. A hidrogénatomok a közbenső donor ZH, amely során képződött fotolízise vizet energia asszimilálódott fotoszisztéma II, továbbítjuk a hozzá tartozó citokróm B-6 (zhelezoparferin proteid). Fotokémiai II 680 tartalmazza a klorofill és a további pigmentet. Ezután az elektronok átkerülnek a citokróm f, és így van az ADP és az ATP-szintézis. Mivel a fényenergia, amely felhalmozódott rendszer I, az elektronok keresztül továbbítják az akceptor és X ferredoxin (vas-tartalmú protein) egyike a redukált kofaktorok, lokalizált kloroplasztokban, NADP csökken. Az eredmény egy NADP · H2. amely visszaállítására használt foszfoglicerinsav (PGA).

Így a megkülönböztető jellemzői a nem-gyűrűs fotoszintetikus foszforizáció: 1) az oxidációs két molekula vizet előforduló eredményeként fény hatására, amely érzékeli a két photosystems; 2) elektronok átvitelét vízmolekulák keresztül az elektron transzport lánc NADP. Termékek A folyamat nem ciklikus foszforiláció és az ATP nikotamidadenindinukleotidfosfat helyreáll. Ezeket a vegyületeket ezután a sötét fázisban a fotoszintézis.

Sötét fázis a fotoszintézis

C3 fotoszintézisinhibitorok egy utat. enzimes reakciók

A lényeg a sötét reakció a fotoszintézis fedezte fel az amerikai tudós M. Calvin 1961-ben, amiért megkapta a Nobel-díjat.

Calvin-ciklus lehet osztani specifikus fázisaiban:

1. Karbokslirovanie. Ezt a reakciót katalizálja a ribulóz-biszfoszfát-karboxiláz / oxigenáz (RBF karboxiláz). A reakcióban a CO2 RBF instabil hat szénatomos vegyület keletkezik, amely azután osztja két PGA molekulák.

PGA - egy szerves sav, és az energia szintje alatt van a cukor szintjét. Ezért ez a vegyület nem lehet közvetlenül átalakítható szénhidrátok. Meg kell, hogy kapcsolja be a cukor trohuglerodny - fosoglitserinovy ​​aldehidet (PHA).

2. Vosstanovlenie.Dalneyshee átalakulási termékek a PGA részvételét igényli a könnyű fázisból fotoszintézis: ATP és NADPH · H2. + H +. Ez a reakció a 2. fázisban. Először is, van egy foszforilezési reakcióját 3-PGA. Foszfátcsoport-donort ATP. ATP van szükség itt, mint egy további energiaforrás. 1,3-kialakítva difosfoglitserinovaya sav. Ezt a reakciót az enzim által katalizált fosfoglitserokinazoy.

A reakcióban képződő, a vegyület - difosfoglitserinovaya sav - erős reaktivitást, tartalmaz energiában gazdag kémiai kötés származó ATP. Ezután, a karboxil csoport ezt a vegyületet redukáljuk az aldehid segítségével triozofosfatdegidrogenazy amelynek koenzim NADPH.

PHA van kialakítva a csökkentés mértékét a szénhidrát. Ezt a vegyületet vetjük alá az utolsó két fázisban. 5 PGA molekulákat használunk regenerálására akceptor RDB (ribulóz-bifoszfát-karboxiláz) a CO2 megkötésére végezhető. A fennmaradó hatodik molekula belép egy fázisa „fúziós termékek”, amelyek átalakul bonyolultabb vegyületek (szénhidrátok, aminosavak, stb).

3. Regeneratsiya.V regenerációs folyamat akceptormolekuláit öt PHA, kialakulását eredményezi három molekula ribulozo-5-foszfát. Ez a folyamat megy keresztül kialakulását egy 4-, 5-, 6-, 7-szén vegyületet. Először is, az első PHA molekula izomerizáljuk fosfodioksiatsetona (FDA). A folyamatot enzim katalizálja trióz-foszfát-izomeráz.

Fosfodioksiatseton interakcióba lép egy második molekula PHA és fruktozodifosfata formában (FDF).

FDF lehasítjuk a foszfát és FDF alakítjuk fruktóz-6-foszfát (F-6-P). Ezután lehasítjuk az 2 szénatomos fragmens (-CO-CH 2 OH), amely át a következő (harmadik) trióz. Ez transzketoláz reakciót az enzim által transzketoláz. Az eredmény egy első pentoza- (C5) -ribulozofosfat. A F-6-P egy 4 szénatomos cukor eritrozofosfat amelyek kondenzálódik egy negyedik trióz sedogiptulozodifosfata (C7). Hasítása után a foszfát alakítjuk sedogeptulezodifosfat sedogeptulezofosfat. További transzketoláz reakció játszódik le újra, ami sedogeptulezofosfata lehasítjuk 2 szénatomos fragmens, amely át az ötödik alkotó két trióz ribulezofosfata másik molekula. Így a kapott eredmény a fenti reakciók 3 ribulezofosfata molekula. A formáció ezen akceptor (RDF) kell foszforilációs. Erre a célra, a három ATP molekulák (által alkotott fény reakciók).

A kapott trióz foszfát (PHA) lép a negyedik szakaszban a sötét reakciók - kialakításának lépését a termékek a fotoszintézis.

A folyamat kialakulásának a szén ciklikus jellegű alkotnak uchtoychivyh termékek.

-path C4 fotoszintézis (Hatch ciklus - Slack)

Egyes növények, különösen a trópusi és szubtrópusi (kukorica, cukornád, cirok, köles) fotoszintézis megy a másik irányba. Ebben az esetben, az első termék a karboxilezését tartalmazó vegyületet 4 szénatomos. Ezért, ezen az úton az úgynevezett C4 útvonal, ellentétben a Calvin-ciklus, amelyben a PGA van kialakítva, 3 szénatomos (C3 reakcióút).

Ez a két típusú növényi sejtek és kloroplasztok: 1) kis gránumos plasztidba sejtjeiben levél mezofillum; 2) a nagy plasztiszokban gyakran fosztva gran a bélés körülvevő sejtek erekre. buroksejtekben megvastagodott sejtfal nagy számát tartalmazza kloroplasztisz és a mitokondriumok, körül helyezkednek edénynyalábjainak 1 vagy 2 rétegben. Mindezen funkciók az anatómiai szerkezet az úgynevezett korona vagy korona anatomy szindróma.

Kloroplasztisz különböző sejttípusok jellemző nemcsak a strukturális jellemzők, hanem különböző típusú foszforiláció. A mezofillumsejtekre történik túlnyomórészt nem ciklusos foszforiláció és képződött NADPH szükséges Calvin-ciklus, jön BSC. A kloroplasztisz sejt bélés csak ciklikus foszforiláció.

Az első lépésben a C4 reakcióút szén-dioxid diffundál a levél keresztül a sztómák, belép a citoplazmájában mezofillumsejtekre kis kloroplasztok, amelyben a reakció történik és karboxilezése foszfoenolpiroszőlősav (PEP). A reakciót az enzim által katalizált foszfoenolpiruvát-karboxiláz (fepkarboksilazoy) alkotnak oxálecetsavat (oxálacetát). Pikes alakítjuk almasav (malát) vagy aszparaginsav (aszpartát). AZN csökkenése fordul elő jelenlétében NADP * H, és hogy létrehozzák a szükséges jelenléte aszpartát NH 4+. Ezután almasav (vagy aszparaginsav), feltehetően azáltal plazmodezmata mozog az elektróda sejtekben. A sejtek bélés almasav malát-dehidrogenáz enzim dekarboxilezzük, piroszőlősavat eredményezett (piruvát) és a C02. C02 belép kloroplasztisz bélés sejtek, és benne van a Calvin-ciklus, van csatlakoztatva a RBF. Piruvát visszakerül a mezofil sejteket és alakítjuk a primer akceptor C02 - FEP vagy foszfoenolpiroszőlősav. Ily módon, amikor a C4 útvonal karbonizáció reakciót kétszer fordul elő. Ez lehetővé teszi, hogy a növény szén-készletek a sejtekben.