معلومة

د 3. التفاعلات الضوئية لعملية التمثيل الضوئي - علم الأحياء

د 3. التفاعلات الضوئية لعملية التمثيل الضوئي - علم الأحياء



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

يحول الاستثارة الضوئية لمركز الكلوروفيل غير المتفاعل ذلك الجزيء إلى عامل اختزال جيد ، والذي ينقل إلكترونه إلى أقرب مستوى حالة متحمس لمركز الكلوروفيل في مركز التفاعل. إذا عدت كلتا الخطوتين معًا ، فإن مركز الكلوروفيل غير التفاعلي يتأكسد ضوئيًا ، في عملية إنتاج عامل مؤكسد "قوي" وهو مشتق الكلوروفيل موجب الشحنة. سيتم تمرير الإلكترون الإضافي الذي يتم تمريره إلى الجزيء الثاني في النهاية إلى NADP+ لإنتاج NADPH. يتم نقل الإلكترونات من الماء من خلال PSII إلى جزيء متحرك كاره للماء ، plastaquinone (PQ) لتشكيل شكله المختزل ، PQH2. تم العثور أيضًا على نظام ضوئي آخر ، PS1 ، "في اتجاه المصب" في مسار نقل الإلكترون. يأخذ الإلكترونات من ناقل آخر منخفض للإلكترونات ، وهو البلاستوسيانين (PCأحمر) إلى الفيروكسين ، الذي يصبح عامل اختزال قوي. تمرر إلكتروناتها في النهاية إلى NADP+ لتشكيل NADPH. يمكن للبروتونات أن تتحرك لأسفل على تدرج تركيز عبر C0ج1ATPase لإنتاج ATP المطلوب للتخليق الحيوي الاختزالي للجلوكوز.

شكل: ردود الفعل الخفيفة من التصوير الضوئي

شكل: عرض تفصيلي لتفاعل الضوء لعملية التمثيل الضوئي (أعيد طبعه بإذن من مختبرات Kanehisa ومشروع KEGG: www.kegg.org )

رقم محاصر يمثل رقم لجنة الإنزيم. خريطة KEGG الأصلية مع روابط مضمنة.

المساهمون

  • البروفيسور هنري جاكوبوسكي (كلية سانت بنديكت / جامعة سانت جون)

D1. مقدمة

& quot من بين جميع الاختراعات البيوكيميائية في تاريخ الحياة ، فإن آلية أكسدة الماء & # 8212 نظام ضوئي II & # 8212 باستخدام ضوء الشمس هي بالتأكيد واحدة من أعظم الاختراعات. & quot (جلسات ، A. وآخرون ، 2009)

  • أ عامل مؤكسد قوي يجب أن تتشكل بحيث تأخذ الماء وتؤكسده إلى ديوكسجين. نحن نعلم أن تفاعلات الأكسدة والاختزال تحدث في اتجاه عامل مؤكسد أقوى إلى أضعف (تمامًا كما تفضل تفاعلات القاعدة الحمضية ديناميكيًا في اتجاه حمض قوي إلى ضعيف). بطريقة ما ، يجب أن ننتج عامل مؤكسد أقوى من ثنائي الأكسجين ، والذي غالبًا ما يكون له إمكانات التخفيض القياسية الأكثر إيجابية في الجداول.
  • يجب أن تحتوي النباتات على تركيزات عالية من أ الحد من وكيل للتخليق الحيوي الاختزالي للجلوكوز من ثاني أكسيد الكربون2. العامل المختزل المستخدم في معظم تفاعلات التخليق الحيوي في الطبيعة هو NADPH ، والذي يختلف عن NADH فقط عن طريق إضافة الفوسفات إلى حلقة الريبوز. يميز هذا الفوسفات مجموعة النيوكليوتيدات في الخلايا المستخدمة في التخليق الحيوي الاختزالي (NADPH / NADP +) عن تلك المستخدمة في التقويض التأكسدي (NADH / NAD +)
  • أخيرًا ، تحتاج النباتات إلى مصدر وفير ATP والتي ستكون مطلوبة للتخليق الحيوي الاختزالي.

سنناقش فقط رد فعل خفيف من عملية التمثيل الضوئي التي تنتج هذه الأنواع الثلاثة من الجزيئات. ال رد فعل مظلم ، والذي كما يوحي الاسم يمكن أن يحدث في الظلام ، يتضمن التثبيت الفعلي لثاني أكسيد الكربون في الكربوهيدرات باستخدام ATP و NADPH المنتجين في تفاعل الضوء.


د 3. التفاعلات الضوئية لعملية التمثيل الضوئي

  • بمساهمة هنري جاكوبوفسكي
  • أستاذ (كيمياء) بكلية القديس بنديكت / ش. جامعة جون

يحول الاستثارة الضوئية لمركز الكلوروفيل غير المتفاعل ذلك الجزيء إلى عامل اختزال جيد ، والذي ينقل إلكترونه إلى أقرب مستوى حالة متحمس لمركز الكلوروفيل في مركز التفاعل. إذا عدت كلتا الخطوتين معًا ، فإن مركز الكلوروفيل غير المتفاعل يحصل & quot؛ مؤكسد ضوئي & quot؛ في عملية إنتاج & quot؛ عامل مؤكسد & quot؛ وهو مشتق الكلوروفيل موجب الشحنة. سيتم تمرير الإلكترون الإضافي الذي يتم تمريره إلى الجزيء الثاني في النهاية إلى NADP + لإنتاج NADPH. يظهر أدناه تفاعل الضوء لعملية التمثيل الضوئي في النباتات الخضراء. في هذه العملية ، في مخطط يذكرنا بنقل الإلكترون في الميتوكوندريا ، يتأكسد الماء بواسطة نظام ضوئي II. يتم نقل الإلكترونات من الماء من خلال PSII إلى جزيء متحرك كاره للماء ، plastaquinone (PQ) لتشكيل شكله المختزل ، PQH 2 . PSII عبارة عن هيكل معقد به العديد من سلاسل البولي ببتيد والكثير من الكلوروفيل وأيونات Mn و Ca و Fe. مجموعة المنغنيز ، التي تسمى مجمع تطور الأكسجين ، OEC ، تشارك بشكل مباشر في أكسدة الماء. وحدتان فرعيتان رئيسيتان من البروتين 32 دينار كويتي ، وهما D1 و D2 ، في PSII هما بروتينات عبر الغشاء ويقعان في قلب مجمع PSII. تم العثور أيضًا على نظام ضوئي آخر ، PS1 ، أكثر & quot؛ مجرى & quot؛ في مسار نقل الإلكترون. يأخذ الإلكترونات من حامل متنقل آخر للإلكترونات ، plastocyanin (PC أحمر ) إلى الفيروكسين ، الذي يصبح عامل اختزال قوي. Ferrodoxin هو بروتين مع مجموعة Fe-S (Fe-S-Fe-S في حلقة مكونة من 4 أعضاء ، مع إضافتين من بقايا Cys تنسق كل Fe). تمرر إلكتروناتها في النهاية إلى NADP + لتشكيل NADPH. فيما يلي ملخص لتفاعل الضوء في النباتات وإمكانات الاختزال القياسية للمشاركين. لاحظ أن العديد من المجمعات تنتج تدرج بروتون عبر الغشاء. على عكس الميتوكوندريا ، يصبح اللومن (بالمقارنة مع مصفوفة الميتوكوندريا) أكثر حمضية من السدى الآخر. يمكن للبروتونات أن تتحرك لأسفل على تدرج تركيز عبر C 0 ج 1 ATPase لإنتاج ATP المطلوب للتخليق الحيوي الاختزالي للجلوكوز.

شكل: ردود الفعل الخفيفة من التصوير الضوئي

شكل: عرض تفصيلي لتفاعل الضوء لعملية التمثيل الضوئي (أعيد طبعه بإذن من مختبرات Kanehisa ومشروع KEGG: www.kegg.org )

رقم محاصر يمثل رقم لجنة الإنزيم. خريطة KEGG الأصلية مع روابط مضمنة.


إستجابة مجانية

صف مسار الطاقة في التفاعلات المعتمدة على الضوء.

الطاقة موجودة في البداية كضوء. يصطدم فوتون من الضوء بالكلوروفيل ، مما يؤدي إلى تنشيط الإلكترون. ينتقل الإلكترون الحر عبر سلسلة نقل الإلكترون ، وتُستخدم طاقة الإلكترون لضخ أيونات الهيدروجين في فضاء الثايلاكويد ، مما يؤدي إلى تحويل الطاقة إلى التدرج الكهروكيميائي. تُستخدم طاقة التدرج الكهروكيميائي لتشغيل سينسيز ATP ، ويتم نقل الطاقة إلى رابطة في جزيء ATP. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن استخدام الطاقة من فوتون آخر لإنشاء رابطة عالية الطاقة في جزيء NADPH.


شاهد الفيديو: مشروع أحياء شرح عملية البناء الضوئي كاملة (أغسطس 2022).