W tym artykule omówimy, jak powstaje atp podczas fotosyntezy.
Proces fotofosforylacji zachodzi w obrębie błon tylakoidowych chloroplastów komórek roślinnych, gdzie podczas fotosyntezy jony wodorowe są generowane przez System Transportu Elektronowego (ETS), który przekształca ADP i nieorganiczny fosforan w ATP. Proces ten przekształca energię świetlną w energię chemiczną w celu wytworzenia ATP.
Co to jest ATP?
Połączenia pełną formą ATP jest trójfosforan adenozyny, który jest identyfikowany jako cząsteczki przenoszące energię w każdej komórce żywych istot. Jest uwalniany z rozpadu CO2 na prostą postać cukru, który ma być wykorzystany jako źródło energii.
Co sprawia, że ATP w fotosyntezie?
W produkcji ATP w procesie fotosynteza, istnieją dwa procesy, jeden jest cykliczny, a drugi niecykliczny.
Cykliczna fotofosforylacja:
Jest to proces, który jest wykorzystywany przez prokariota do generowania natychmiastowej energii poprzez prostą konwersję ADP do ATP. Obejmuje tylko jeden fotosystem, PSI (P700) i składa się z kilku podstawowych kroków, które obejmują:
Krok 1: Absorpcja światła w PSI (P700): światło jest absorbowane przez pigmenty w PSI w celu przejścia do centrum reakcji. Elektron jest uwalniany, aby przejść do ferredoksyny, która jest głównym akceptorem, który jest następnie przekazywany do cytochromu b6f, aby następnie przejść do plastocyjaniny.
Krok 2: Synteza ATP: Elektron o wyższym poziomie energii jest przenoszony przez łańcuch transportu elektronów (ETC), gdzie traci energię. Uwolniona energia pomaga wygenerować gradient poprzez pompowanie jonów H+ przez błonę. Jony H+ przechodzą przez ATP syntazy podczas ich opadania przez gradient, co powoduje powstanie ATP, a proces ten znany jest jako chemiosmoza.
Czytaj więcej na Czy wszystkie bakterie wykonują fotosyntezę: dlaczego, jaki rodzaj, jak i szczegółowe fakty
Fotofosforylacja niecykliczna
Jest to proces, który obejmuje dwa różne fotosystemy, PS I (P700) i PS II (P680), w których elektrony są usuwane z cząsteczki wody i przenoszone przez oba fotosystemy, aby wytworzyć NADPH i ATP. Podstawowe kroki w procesie obejmują:
Krok 1: Absorpcja światła w PSII (P680): światło jest absorbowane przez pigmenty w błonie tylakoidowej i przekazywane do centrum reakcji, gdzie energia jest przekazywana do P680 w celu podniesienia elektronu na wyższy poziom energii. Następnie elektron o wyższym poziomie energii przechodzi przez cząsteczkę akceptorową, która jest następnie zastępowana przez elektron z cząsteczki wody. To rozszczepienie cząsteczki wody jest określane jako „fotoliza” w celu uwolnienia tlenu przez rośliny.
Krok 2: Synteza ATP: elektron o wyższym poziomie energii jest transportowany przez łańcuch transportu elektronów (ETC), aby stracić energię w procesie. Uwolniona energia ułatwia pompowanie jonów H+ ze zrębu w kierunku błony tylakoidów w celu zbudowania gradientu. Podczas przechodzenia jonów H+ przez gradient, jony H+ przechodzą przez syntazę ATP, która napędza produkcję ATP, a proces ten jest określany jako chemiosmoza.
Krok 3: Absorpcja światła w PSI (P700): elektrony z PSII docierają do centrum reakcji PSI. Ponadto, gdy energia świetlna jest przekazywana przez pigmenty w centrum reakcji, elektrony w P700 są wzbudzane, tworząc wyższe poziomy energii, które mają być przenoszone przez cząsteczkę akceptorową. Brakujące elektrony w PSI są zastępowane elektronami z PSII.
Krok 4: Tworzenie NADPH: Te elektrony o wyższych poziomach energii są następnie przenoszone przez krótki odcinek ETC, a na końcu łańcucha NADP+ zmienia się na NADPH.
Różnica między fotofosforylacją cykliczną i niecykliczną
| Cykliczna fotofosforylacja | Niecykliczna fotofosforylacja |
| W grę wchodzi fotosystem I (P700). | W grę wchodzą fotosystem I (P700) i fotosystem II (P680). |
| Centrum reakcji aktywne: P700 | Centrum reakcji aktywne: P680 |
| Syntetyzowane są tylko cząsteczki ATP, a nie NADPH. | Syntetyzowane są zarówno cząsteczki ATP, jak i NADPH. |
| Brak tlenu jest produktem ubocznym. | Jako produkt uboczny powstaje tlen. |
| Nie zachodzi fotoliza cząsteczek wody. | Ważnym krokiem jest fotoliza cząsteczek wody. |
| Podróż elektronów odbywa się cyklicznie. | Podróż elektronów odbywa się w sposób niecykliczny. |
Ile ATP powstaje w procesie fotosyntezy
Cykliczna fotofosforylacja może wystąpić w warunkach słabego oświetlenia lub w specjalnych warunkach, takich jak gromadzenie się zwiększonych cząsteczek NADPH w chloroplastach. Jest to powszechne u prokariontów pod względem syntezy energii bezpośredniej.
Jest to ważny proces w fotosyntezie, ponieważ zapewnia powstawanie energii chemicznej wyłącznie w postaci ATP. Tutaj elektrony zostają pobudzone, aby wejść tylko do fotosystemu I. Proces ten generuje powstawanie 2 cząsteczek ATP i żadnych cząsteczek NADPH lub tlenu.
W fotofosforylacji niecyklicznej inicjacja redukcji elektronów odbywa się poprzez proces fotooksydacji cząsteczki wody. Jest to ważny proces w fotosyntezie, ponieważ zapewnia tworzenie energii chemicznej w postaci NADPH i ATP oraz uwalnia tlen atmosferyczny do oddychania przez inne żywe istoty. Generuje tworzenie 1 cząsteczki ATP i 2 cząsteczek NADPH.
Przeczytaj także:
- Struktura cytoszkieletu
- Dyfuzja vs osmoza
- Czy mitochondria mają kolisty DNA
- Przykład ekosystemu wodnego 2
- Retikulum endoplazmatyczne gładkie
- Rodzaje chromosomów
- Czy oddychanie komórkowe zachodzi w mitochondriach?
- Przykłady stonogów
- Przykłady motyli
- Jest niezależną mutacją asortymentową
Cześć, nazywam się Sayantani Mishra i jestem entuzjastą nauki, który stara się nadążać za tempem rozwoju nauki, posiadając tytuł magistra biotechnologii.