Жарыққа тәуелді фотосинтез реакциялары

Жарыққа тәуелді фотосинтез реакциялары.

Оқу мақсаты

фотосинтездің жарық фазасында болатын процестерді түсіндіру

Бағалау критерийлері

1. Хлоропласттағы жарыққа тәуелді фазаның болатын орнын көрсетіңіз;

2. Хлорофиллдің фотоактивтену процесін сипаттаңыз;

3. Фотолиз, циклдік емес фотофосфорлану процестерін түсіндіріңіз;

4. Фотофосфорлану кезіндегі электронды сәуленің «Z-схемасын» сипаттаңыз

Терминология

I және II фотосистема / реакция орталығы / тилакоидты мембрана

Фотофизикалық кезең / Фотохимиялық кезең

Z-схема - фотосинтездің жарыққа тәуелді фазасы

NADP және NADPH + / ATP және ADP және Pi деңгейлерінің төмендеуі

Циклдік және циклдік емес фотофосфорлану

химосмос

АТФ синтазасы / фотофосфорлануы

Сутегі, оттегі, көміртегі диоксиді, көміртек

Фотосинтез - бейорганикалық көміртекті органикалыққа айналдыру процесі.

Фотожүйе құрылысы

Хлорофиллдер фотосинтез үшін жарық энергиясын сіңіреді

Свет

Фотожүйе электрондар акцепторы

антенна пигменттері

Фотожүйе

Хлорофиллдің реакциялық орталығы

Реакция орталығы және фотосинтезге арналған антенналар жүйесі.

Жарық ұстайтын пигменттер (антенна молекулалары )

Реакция орталығы

Реакция орталығы және фотосинтезге арналған антенналар жүйесі.

Пигмент (хлорофилл) жердің күйінен (төменгі энергиясы бар орбиталь) қозған күйге (энергия жоғарырақ орбитальға) ауысқанда электронның энергиясын көбейту арқылы энергия алады.

Әр антенна кешені жарық түсіруге және энергияны реакция орталығы деп аталатын хлорофилл молекулалары мен ақуыздар кешеніне жіберуге қабілетті.

Фотондар хлорофиллмен және қосымша пигменттермен жұтылатындықтан, бұл энергия, ақыр соңында, реакция орталығына беріледі, онда қозғыш электрон жұтылып, оны энергияның жоғарырақ деңгейіне шығарады. Мұнда электронды электронды қабылдау тізбегіндегі электронды акцептор молекуласы қабылдай алады, онда жарық энергиясы химеосмос көмегімен химиялық энергияға айналады.

Фотосинтездің екі фазасы

Жарыққа тәуелді фотосинтез реакциялары

Фотолиз: судың ыдырауы және оттегінің шығуы.

Фотофосфорлану: циклдік және циклдік емес - NADPH +, ATP өндірісі.

Фотосинтездің электрондар тасымалдау тізбегі

Фотофосфорлану процесінде химиялық процесстің әсерінен АТФ фотожүйе II-нің электронды беру тізбегі арқылы түзіледі. Хемиосмос теориясына сәйкес, электрондар электронды тарату тізбегі бойымен тасымалданған кезде, протондарды тилакоидтық мембрана арқылы хлоропласт стромасынан тилакоидтың ішкі кеңістігіне протонды градиент немесе протондардың қозғаушы күшін тарту үшін пайдаланады. Ішкі тилакоидтық кеңістіктегі жинақталған протондар тилакоидтық мембрана арқылы стромаға АТФ синтетаза комплексі арқылы өтетіндіктен, бұл протон қозғаушы күш ADФ және Ф-тен АТФ түзу үшін қолданылады.

Высокий градиент протонов

Продукты светозависимой фазы

Цикл Кальвина

Строма содержить малое количество протонов

Просвет тилакоида содержить высокое количество протонов

Фосфорлану және хемиосмос

Диффузия H+ тилакоидты аралықтан қайтадан стромаға (градиент концентрациясының бойымен ) АТФ синтаза арқылы

Бұл хемиосмостың әсерінен Бұл жарық арқылы реттелетін реакциялар химиялық энергияны НАДФH+ және ATФ түрінде жинақтайды да көмірсуды түзетін Кальвин айналымына өткізеді .

Жарық реакциялары және хемиосмос : тилакоидты мембрананы ұйымдастырудың қазіргі заманғы моделі

Суреттегі сары бағдаршамен электрондар ағыны көрсетілген

Жарық реакциясындағы үш қадам тилакоидтардың H+ градиентіне ықпал етеді, тилакоид аралығындағы H+ концентрациясының өсуіне байланысты

1. Тилакоид аралығына(просвет) қараған мембрана жағында су фотожүйе ІІ мен бөлінеді .

2 Пластохинон (Pq) электрондарды цитохром комплексіне апарады, төрт протон мембрана арқылы тилакоидты аралыққа өтеді .

3. НАДФ+ сіңіргенде (поглощает ) сутегінің иондары стромадан кетеді .

Көңіл аударыңыздар, суретте көрсетілгендей 2 (екінші) қадамда сутегінің екі ионы стромадан тилакоид аралыққа өтеді .

Диффузия H+ тилакоидты аралықтан қайтадан стромаға өтеді ( H+ градиент концентрациясы бойымен ) АТФ-синтаза арқылы. Бұл жарықпен басқарылатын реакциялар химиялық энергияны НАДФН және ATФ түрінде жинайды.

ATФ-синтаза

АТФ-синтаза комплексі АДФты АТФ қа дейін фосфорландырады, солай Кальвин айналымының келесі кезеңінің биосинтезін энергиямен қаматамасыз етеді.

Ферредоксин және НАДФ редуктаза

НАДФ+ редуктаза фотосинтез кезінде Фотожүйе І ден, НАДФ қа электрондарды тасымалдау кезіндегі соңғы фермент болып табылады . Ферредоксин-НАДФ + редуктаза фермент комплексі, бұл комплекс мына химиялық реакцияны катализдейді :

Осы фермент комплексінің 3субстраты - тотықсызданған ферредоксин, НАДФ+ және Н+, және оның екі өнімі тотыққан ферредоксин және НАДФН