Articles

Cyklické vs. Non-cyklický Tok Elektronů

Světelné Reakce: Fotosystému I & II

  1. Když fotosystém II absorbuje světlo, elektron nadšený do vyšší energetické hladiny v reakční centrum chlorofylu a (P680) je zachycen na primární elektronový akceptor. Oxidovaný chlorofyl je nyní velmi silným oxidačním činidlem, jeho elektronová „díra“ musí být vyplněna.
  2. enzym extrahuje elektrony z vody a dodává jim na P680, výměna elektronů, že molekuly chlorofylu ztratil, když to absorbuje světelnou energii. Tato reakce rozděluje molekulu vody na dva vodíkové ionty a atom kyslíku, který se okamžitě spojí s jiným atomem kyslíku za vzniku O2. Toto štěpení vody je zodpovědné za uvolňování O2 do vzduchu.
  3. každý fotoexcitovaný elektron (napájený světlem) prochází z primárního akceptoru elektronů ve fotosystému II do fotosystému I transportním řetězcem elektronů. Tento transportní řetězec elektronů je velmi podobný řetězci buněčného dýchání; nosné proteiny v chloroplastu atd. se však liší od proteinů v mitochondriích atd.
  4. Jako elektron pohybovat po řetězci, jejich exergonické „pád“na nižší úroveň energie je využita začaly s buňkou vyvíjet společně k produkci ATP (chemiosmózy). Produkce ATP v chloroplastu se nazývá fotofosforylace, protože energie využitá v procesu původně pocházela ze světla. Tento proces produkce ATP se nazývá necyklická fotofosforylace. ATP generovaný v tomto procesu poskytne energii pro syntézu glukózy během Calvinova cyklu(reakce nezávislé na světle).
  5. Když elektron dosáhne „zdola“, z elektronového transportního řetězce, zaplňuje elektron „díra“ v chlorofylu molekul v reakční centrum fotosystému I (P700). Díra vznikla, když světelná energie pohání elektron z P700 do primárního akceptoru elektronů fotosystému i.
  6. primární akceptor elektronů fotosystému i předává excitované elektrony do druhého transportního řetězce elektronů, který je přenáší na protein obsahující železo. Enzymová reakce přenáší elektrony z proteinu na NADP+, který tvoří NADPH (který má vysokou chemickou energii díky energii elektronů). NADPH je redukční činidlo potřebné pro syntézu glukózy v Calvinově cyklu.

Za určitých podmínek, photoexcited elektrony přijmout alternativní cestu nazývá cyklický tok elektronů, který používá fotosystému I (P700), ale ne fotosystému II (P680). Tento proces neprodukuje žádné NADPH a žádné O2, ale vytváří ATP.Tomu se říká cyklická fotofosforylace. Chloroplast se přesouvá do tohoto procesu, když klesá zásoba ATP a hladina NADPH stoupá. Množství ATP potřebné k řízení Calvinova cyklu často překračuje to, co se produkuje při necyklické fotofosforylaci. Bez sufficientATP se Calvinův cyklus zpomalí nebo dokonce zastaví. Chloroplast bude pokračovat v cyklické fotofosforylaci, dokud nebude doplněna nabídka Atpsuply. ATP jeprodukován chemiosmózou v cyklické i necyklické fotofosforylaci.