Învățării
- Descrie dependente de lumina reacții care au loc în timpul fotosintezei
scopul general al reactii dependente de lumina este de a converti energia luminoasă în energie chimică. Această energie chimică va fi utilizată de ciclul Calvin pentru a alimenta asamblarea moleculelor de zahăr.reacțiile dependente de lumină încep într-o grupare de molecule de pigment și proteine numite fotosistem., Fotosistemele există în membranele tilacoidelor. O moleculă de pigment din fotosistem absoarbe un foton, o cantitate sau „pachet” de energie luminoasă, la un moment dat.un foton de energie luminoasă călătorește până când ajunge la o moleculă de pigment, cum ar fi clorofila. Fotonul face ca un electron din clorofilă să devină ” excitat.”Energia dată electronului călătorește apoi de la o moleculă de pigment la alta până când ajunge la o pereche de molecule de clorofilă a numite Centrul de reacție., Această energie excită apoi un electron în centrul de reacție, determinând-o să se elibereze și să fie transmisă acceptorului de electroni primari. Prin urmare, se spune că centrul de reacție „donează” un electron acceptorului de electroni primari (Figura 1).
Figura 1. Energia luminoasă este absorbită de o moleculă de clorofilă, iar fotonul este trecut de-a lungul unei căi către alte molecule de clorofilă. Energia culminează cu o moleculă de clorofilă Găsită în centrul de reacție., Energia „excită” unul dintre electronii săi suficient pentru a părăsi molecula și a fi transferat la un acceptor de electroni primar din apropiere. O moleculă de apă se împarte pentru a elibera un electron, care este necesar pentru a înlocui cel donat. Ionii de oxigen și hidrogen sunt, de asemenea, formați din divizarea apei.pentru a înlocui electronul în centrul de reacție, o moleculă de apă este împărțită. Această divizare eliberează un electron și are ca rezultat formarea de oxigen (O2) și ioni de hidrogen (H+) în spațiul tilacoid., Tehnic, fiecare rupere a unei molecule de apă eliberează o pereche de electroni și, prin urmare, poate înlocui doi electroni donați.
înlocuirea electronului permite Centrului de reacție să răspundă la un alt foton. Moleculele de oxigen produse ca produse secundare își găsesc drumul spre mediul înconjurător. Ionii de hidrogen joacă roluri critice în restul reacțiilor dependente de lumină.rețineți că scopul reacțiilor dependente de lumină este de a transforma energia solară în purtători chimici care vor fi utilizați în ciclul Calvin., În eucariote există două fotosisteme, primul se numește photosystem II, care este numit pentru ordinea descoperirii sale, mai degrabă decât pentru ordinea funcției.după ce fotonul lovește, photosystem ii transferă electronul liber la primul dintr-o serie de proteine din interiorul membranei tilacoide numită lanțul de transport al electronilor. Ca electronul trece de-a lungul acestor proteine, energie de electroni combustibili pompe cu membrana, care se miște în mod activ ionii de hidrogen împotriva gradientului de concentrație din stroma în thylakoid spațiu., Acest lucru este destul de asemănător cu procesul care are loc în mitocondrie în care un lanț de transport de electroni pompe de ioni de hidrogen din mitocondriale stroma peste membrana interioară și în intermembrane spațiu, creând un gradient electrochimic. După utilizarea energiei, electronul este acceptat de o moleculă de pigment în următorul fotosistem, care se numește fotosistem I (Figura 2).
Figura 2. Din photosystem II, electronul excitat călătorește de-a lungul unei serii de proteine., Acest sistem de transport de electroni utilizează energia din electron pentru a pompa ionii de hidrogen în interiorul tilacoidului. O moleculă de pigment în photosystem i acceptă electronul.în reacțiile dependente de lumină, energia absorbită de lumina soarelui este stocată de două tipuri de molecule purtătoare de energie: ATP și NADPH. Energia pe care o poartă aceste molecule este stocată într-o legătură care ține un singur atom la moleculă. Pentru ATP, este un atom de fosfat, iar pentru NADPH, este un atom de hidrogen., NADH va fi discutat în continuare în legătură cu respirația celulară, care apare în mitocondrion, unde transportă energie din ciclul acidului citric către lanțul de transport al electronilor. Când aceste molecule eliberează energie în ciclul Calvin, fiecare pierde atomi pentru a deveni moleculele de energie inferioară ADP și NADP+.acumularea ionilor de hidrogen în spațiul tilacoid formează un gradient electrochimic datorită diferenței de concentrație a protonilor (H+) și a diferenței de încărcare pe membrana pe care o creează., Această energie potențială este recoltată și stocată ca energie chimică în ATP prin chemiosmoză, mișcarea ionilor de hidrogen în gradientul lor electrochimic prin enzima transmembranară ATP sintază, la fel ca în mitocondrion.ionii de hidrogen sunt lăsați să treacă prin membrana tilacoidă printr-un complex proteic încorporat numit ATP sintază. Aceeași proteină a generat ATP din ADP în mitocondrii., Energia generată de fluxul de ioni de hidrogen permite sintazei ATP să atașeze un al treilea fosfat la ADP, care formează o moleculă de ATP într-un proces numit fotofosforilare. Fluxul de ioni de hidrogen prin sintaza ATP se numește chemiosmoză, deoarece ionii se deplasează dintr-o zonă cu concentrație ridicată până la scăzută printr-o structură semi-permeabilă.
generarea unui alt purtător de energie: NADPH
funcția rămasă a reacției dependente de lumină este de a genera cealaltă moleculă purtătoare de energie, NADPH., Pe măsură ce electronul din lanțul de transport al electronilor ajunge la photosystem I, acesta este re-energizat cu un alt foton capturat de clorofilă. Energia din acest electron conduce formarea NADPH de la NADP+ și un ion de hidrogen (H+). Acum că energia solară este stocată în purtători de energie, ea poate fi utilizată pentru a face o moleculă de zahăr.în rezumat: reacțiile fotosintezei dependente de lumină
în prima parte a fotosintezei, reacția dependentă de lumină, moleculele de pigment absorb energia din lumina soarelui. Cel mai frecvent și abundent pigment este clorofila a., Un foton lovește photosystem II pentru a iniția fotosinteza. Energia călătorește prin lanțul de transport al electronilor, care pompează ionii de hidrogen în spațiul tilacoid. Aceasta formează un gradient electrochimic. Ionii de curgere prin ATP-sintetazei din thylakoid spațiu în stroma într-un proces numit chemiosmosis pentru a forma molecule de ATP, care sunt utilizate pentru formarea de molecule de zahăr în a doua etapă a fotosintezei. Photosystem i absoarbe un al doilea foton, ceea ce duce la formarea unei molecule NADPH, un alt purtător de energie pentru reacțiile ciclului Calvin.,
întrebare practică
descrieți calea energiei în reacțiile dependente de lumină.
încercați să-l
contribuie!
îmbunătățiți această paginăaflați mai mult