Madame Lelica

det övergripande syftet med de ljusberoende reaktionerna är att omvandla ljusenergi till kemisk energi. Denna kemiska energi kommer att användas av Calvin-cykeln för att bränna sammansättningen av sockermolekyler.

de ljusberoende reaktionerna börjar i en gruppering av pigmentmolekyler och proteiner som kallas ett fotosystem., Fotosystem finns i thylakoids membran. En pigmentmolekyl i fotosystemet absorberar en foton, en mängd eller” paket ” av ljusenergi i taget.

en foton av ljusenergi färdas tills den når en pigmentmolekyl, såsom klorofyll. Fotonen orsakar en elektron i klorofyllen att bli ” upphetsad.”Energin som ges till elektronen färdas sedan från en pigmentmolekyl till en annan tills den når ett par klorofyll en molekyler som kallas reaktionscentret., Denna energi exciterar sedan en elektron i reaktionscentret, vilket gör att den bryter sig fri och överförs till den primära elektronacceptorn. Reaktionscentret sägs därför att ”donera” en elektron till den primära elektron acceptorn (Figur 1).

Figur 1. Ljusenergi absorberas av en klorofyllmolekyl och fotonen passerar längs en väg till andra klorofyllmolekyler. Energin kulminerar i en klorofyllmolekyl som finns i reaktionscentret., Energin ”exciterar” en av dess elektroner tillräckligt för att lämna molekylen och överföras till en närliggande primär elektron acceptor. En molekyl vatten splittrar för att frigöra en elektron, som behövs för att ersätta den donerade. Syre-och vätejoner bildas också från splittring av vatten.

för att ersätta elektronen i reaktionscentret delas en vattenmolekyl. Denna uppdelning frigör en elektron och resulterar i bildandet av syre (O2) och vätejoner (H+) i tylakoidutrymmet., Tekniskt, varje brytning av en vattenmolekyl frigör ett par elektroner, och kan därför ersätta två donerade elektroner.

bytet av elektronen gör det möjligt för reaktionscentret att svara på en annan foton. De syremolekyler som produceras som biprodukter hitta sin väg till den omgivande miljön. Vätejonerna spelar kritiska roller i resten av de ljusberoende reaktionerna.

tänk på att syftet med de ljusberoende reaktionerna är att omvandla solenergi till kemiska bärare som kommer att användas i Calvin-cykeln., I eukaryoter finns två fotosystem, den första kallas photosystem II, som är uppkallad efter ordningen för dess upptäckt snarare än för funktionsordningen.

efter fotonen träffar, överför photosystem II den fria elektronen till den första i en serie proteiner inuti tylakoidmembranet som kallas elektrontransportkedjan. När elektronen passerar längs dessa proteiner, energi från elektronbränslen membranpumpar som aktivt flyttar vätejoner mot deras koncentrationsgradient från stroma in i tylakoidrummet., Detta är ganska analogt med den process som sker i mitokondrionen där en elektrontransportkedja pumpar vätejoner från mitokondriell stroma över det inre membranet och in i intermembranutrymmet, vilket skapar en elektrokemisk gradient. När energin används accepteras elektronen av en pigmentmolekyl i nästa fotosystem, som kallas fotosystem I (figur 2).

Figur 2. Från photosystem II reser den upphetsade elektronen längs en serie proteiner., Detta elektrontransportsystem använder energin från elektronen för att pumpa vätejoner in i tylakoidens inre. En pigmentmolekyl i fotosystem jag accepterar elektronen.

generera en energibärare: ATP

i de ljusberoende reaktionerna lagras energi som absorberas av solljus av två typer av energibärarmolekyler: ATP och NADPH. Den energi som dessa molekyler bär lagras i en bindning som håller en enda atom till molekylen. För ATP är det en fosfatatom, och för NADPH är det en väteatom., NADH kommer att diskuteras vidare i förhållande till cellulär andning, som uppträder i mitokondrionen, där den bär energi från citronsyracykeln till elektrontransportkedjan. När dessa molekyler släpper ut energi i Calvin-cykeln förlorar de alla atomer för att bli de lägre energimolekylerna ADP och NADP+.

uppbyggnaden av vätejoner i tylakoidutrymmet bildar en elektrokemisk gradient på grund av skillnaden i koncentrationen av protoner (H+) och skillnaden i laddningen över membranet som de skapar., Denna potentiella energi skördas och lagras som kemisk energi i ATP genom kemiosmos, rörelsen av vätejoner ner deras elektrokemiska gradient genom transmembranenzymet ATP-syntas, precis som i mitokondrionen.

vätejonerna får passera genom tylakoidmembranet genom ett inbäddat proteinkomplex som kallas ATP-syntas. Samma protein genererade ATP från ADP i mitokondrionen., Den energi som genereras av vätejonströmmen tillåter ATP-syntas att fästa ett tredje fosfat till ADP, som bildar en molekyl av ATP i en process som kallas fotofosforylering. Flödet av vätejoner genom ATP-syntas kallas kemiosmos, eftersom jonerna rör sig från ett område med hög till låg koncentration genom en halvpermeabel struktur.

generera en annan energibärare: NADPH

den återstående funktionen hos den ljusberoende reaktionen är att generera den andra energibärarmolekylen NADPH., När elektronen från elektrontransportkedjan anländer till photosystem I, aktiveras den igen med en annan foton som fångas av klorofyll. Energin från denna elektron driver bildandet av NADPH från NADP + och en vätejon (H+). Nu när solenergin lagras i energibärare kan den användas för att göra en sockermolekyl.

bidra!

förbättra denna sida mer