معلومة

أين يذهب الإلكترونان و H⁺ عندما يتحول NADPH إلى NADP⁺ أثناء دورة كالفين؟

أين يذهب الإلكترونان و H⁺ عندما يتحول NADPH إلى NADP⁺ أثناء دورة كالفين؟


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.

كنت أتساءل أين الإلكترونان و H.+ اذهب عندما يتحول NADPH إلى NADP+ خلال دورة كالفين؟ أعلم أنه أثناء التفاعل المعتمد على الضوء ، 2 إلكترون (من الماء) و H.+ تتحد مع NADP+ (من دورة كالفين) لتشكيل NADPH ، ولكن بعد استخدام NADPH وتحويله إلى NADP+، أين تلك الإلكترونات و H.+ يذهب؟


مصدر معقول للمعلومات حول دورة كالفين هو بيرج وآخرون.، ولكن بالنسبة لرد الفعل هذا ، لا تظهر الهياكل الكاملة. لذلك أعرضها أدناه في رسم بياني خاص بي:

لقد قمت بتلوين ذرات الهيدروجين لإظهار أين تذهب في تقليل الفوسفوجليسيرات (حمض) إلى ألدهيد. يمكنك التفكير في استخدام الإلكترونين لتكوين الرابطة التساهمية الإضافية.

(فوسفات الهيدروجين في الواقع في حالة توازن مع أنواع الفوسفات الأخرى ، لكن هذا لا علاقة له بسؤالك وبالتالي لا يظهر).


أثناء عملية الفسفرة الضوئية غير الدورية ، كيف يصبح NADP + NADPH؟

أعلم أن NADP + يتم تحويله إلى NADPH ، ولكن ما الذي يتم التبرع به بالضبط؟ هل هو إلكترونان فرديان (من التحلل الضوئي أو جزيئات الكلوروفيل) وأيون الهيدروجين (بروتون)؟ إذا كان هذا هو الحال ، خلال دورة كالفين ، هل تتبرع جزيئات NADPH بنفس الإلكترونين الفرديين وبروتون الهيدروجين من التفاعلات المعتمدة على الضوء لتصبح NADP + مرة أخرى؟ شكرا

1 إجابة

يتكون NADPH كنتيجة نهائية للتحلل الضوئي.

تفسير:

تُستخدم الطاقة من الفوتونات لتقسيم الماء إلى هيدروجين وأكسجين.

يتم التقاط أيونات الهيدروجين # ("H" ^ +) # بواسطة مركب NADP لتشكيل NADPH.

يتم إعطاء الأكسجين كأكسجين جزيئي # ("O" _2) #.

تُستخدم الإلكترونات في تحويل ADP (ثنائي فوسفات الأدينوزين) إلى ATP (أدينوسين ثلاثي الفوسفات) عن طريق إضافة مجموعة فوسفات واحدة إلى ADP. تسمى هذه العملية الفسفرة (إضافة الفوسفات) وبما أن الطاقة تأتي من الفوتونات ، فإن هذه العملية تسمى الفسفرة الضوئية.

نعم ، نفس NADPH يتبرع بالهيدروجين ليجمع مع # "CO" _2 # لتكوين الجلوكوز # ("C" _6 "H" _12 "O" _6) # ليصبح NADP مرة أخرى.


وظيفة NADP

يعمل NADP + جنبًا إلى جنب مع العديد من الإنزيمات لتوفير الطاقة للعديد من التفاعلات في الخلية. NADP + هو الشكل المستخدم لـ NADPH ، ويجب أن يكون كذلك انخفاض مع المزيد من الإلكترونات والهيدروجين. يتم ذلك عادةً أثناء عملية التمثيل الضوئي في النباتات ، أو كجزء من هضم السكر في الحيوانات. يسمح إطلاق الطاقة من روابط السكر ، أو مدخلات الطاقة من الشمس ، لخلايا هذه الكائنات بربط الهيدروجين بإلكترونين بـ NADP + ، مما يؤدي إلى إنتاج NADPH الذي يمكنه نقل هذه الطاقة والإلكترونات والهيدروجين إلى عنصر جديد. رد فعل داخل الخلية.


التمثيل الضوئي في بدائيات النوى

تم وصف جزئين من عملية التمثيل الضوئي - التفاعلات المعتمدة على الضوء ودورة كالفين - كما يحدثان في البلاستيدات الخضراء. ومع ذلك ، فإن بدائيات النوى ، مثل البكتيريا الزرقاء ، تفتقر إلى العضيات المرتبطة بالغشاء. الكائنات ذات التغذية الضوئية بدائية النواة لها غشاء البلازما لربط الكلوروفيل والتمثيل الضوئي (الشكل 4). هنا يمكن للكائنات الحية مثل البكتيريا الزرقاء إجراء عملية التمثيل الضوئي.

الشكل 4. بدائيات النوى الضوئية تحتوي على مناطق من غشاء البلازما تعمل مثل الثايلاكويدات. على الرغم من عدم احتوائها في عضية ، مثل البلاستيدات الخضراء ، إلا أن جميع المكونات الضرورية موجودة لإجراء عملية التمثيل الضوئي. (الائتمان: بيانات شريط المقياس من مات راسل)


توليد ناقل للطاقة: ATP

في التفاعلات المعتمدة على الضوء ، يتم تخزين الطاقة التي يمتصها ضوء الشمس بواسطة نوعين من الجزيئات الحاملة للطاقة: ATP و NADPH. يتم تخزين الطاقة التي تحملها هذه الجزيئات في رابطة تحمل ذرة واحدة للجزيء. بالنسبة لـ ATP ، فهي عبارة عن ذرة فوسفات ، وبالنسبة لـ NADPH ، فهي عبارة عن ذرة هيدروجين. ستتم مناقشة NADH بشكل أكبر فيما يتعلق بالتنفس الخلوي ، والذي يحدث في الميتوكوندريا ، حيث يحمل الطاقة من دورة حمض الستريك إلى سلسلة نقل الإلكترون. عندما تطلق هذه الجزيئات الطاقة في دورة كالفين ، تفقد كل منها ذرات لتصبح الجزيئات منخفضة الطاقة ADP و NADP +.

يشكل تراكم أيونات الهيدروجين في الفضاء الثايلاكويد تدرجًا كهروكيميائيًا بسبب الاختلاف في تركيز البروتونات (H +) والاختلاف في الشحنة عبر الغشاء الذي تخلقه. يتم حصاد هذه الطاقة الكامنة وتخزينها كطاقة كيميائية في ATP من خلال التناضح الكيميائي ، حركة أيونات الهيدروجين إلى أسفل التدرج الكهروكيميائي من خلال إنزيم الغشاء ATP synthase ، تمامًا كما هو الحال في الميتوكوندريون.

يُسمح لأيونات الهيدروجين بالمرور عبر غشاء الثايلاكويد من خلال مركب بروتيني مضمن يسمى سينسيز ATP. هذا البروتين نفسه أنتج ATP من ADP في الميتوكوندريا. تسمح الطاقة المتولدة عن تيار أيون الهيدروجين بتصنيع ATP لربط فوسفات ثالث بـ ADP ، والذي يشكل جزيء ATP في عملية تسمى الفسفرة الضوئية. يسمى تدفق أيونات الهيدروجين عبر سينسيز ATP بالتناضح الكيميائي ، لأن الأيونات تتحرك من منطقة ذات تركيز مرتفع إلى منخفض عبر بنية شبه نفاذة.


كيف يتم تحويل NADP إلى NADPH في التفاعل المعتمد على الضوء؟

أم أنه من خلال الإلكترونات من سلسلة النقل الإلكتروني والبروتونات من التحلل الضوئي للماء.


في سؤال الاختبار الذي يقوله ، صف كيف يتم تقليل NADP في رد الفعل المعتمد على الضوء.

يتم تقليله بواسطة الإلكترونات ، من التحلل الضوئي للماء.

ليس هذا ما تبحث عنه؟ جرب & hellip

نعم ، كل من الإلكترونات من سلسلة نقل الإلكترون ، التي فقدت معظم طاقتها لتخليق ATP ، وأيضًا أيون الهيدروجين (H ^ +) من التحلل الضوئي للماء ، والذي يرتبط بـ NADP لتشكيل NADP مخفض

(المنشور الأصلي بواسطة جيمس أ)
هل هو بالبروتونات من التحلل الضوئي للماء؟

أم أنه من خلال الإلكترونات من سلسلة النقل الإلكتروني والبروتونات من التحلل الضوئي للماء.


في سؤال الاختبار الذي يقوله ، صف كيف يتم تقليل NADP في رد الفعل المعتمد على الضوء.

يتم تقليله بواسطة الإلكترونات ، من التحلل الضوئي للماء.

ولكن يتم اختزاله بواسطة الإلكترونات.

يتم تعريف NADP على أنه متقبل الإلكترون النهائي في الفسفرة الضوئية. يحل الإلكترونان الناتجان في التحلل الضوئي للماء محل الإلكترونين المفقودين في نظام الصور 2 ، ويستخدمان لتقليل NADP

اعتقدت أنني سأطرح سؤالاً هنا بدلاً من بدء سلسلة محادثات جديدة:

هل خفض NADP هو نفسه NADPH؟ يتحدث منهج (aqa) الخاص بي عن NADP مخفض ، لكنني دائمًا ما استخدمت مصطلح NADPH. هل سيتم قبول هذا من قبل الممتحنين بدلاً من NADP المخفض؟

وبالنسبة لسؤال OP القديم الأصلي. ما أفهمه هو أن NADP نفسه إيجابي ، بتكلفة +1. عندما يطلق ضوء الشمس الإلكترونات من البلاستيدات الخضراء ، يتم التقاط زوج من الإلكترونات بواسطة جزيء NADP ، مما يمنحه شحنة -1. لذلك يلتقط بروتونًا ليصبح NADPH. (تم توليد البروتونات من التحلل الضوئي للماء) تحل الإلكترونات الناتجة عن التحلل الضوئي للماء محل تلك التي تم تحفيزها من البلاستيدات الخضراء ، مما يتيح استمرار العملية.


كيف تعمل التفاعلات المعتمدة على الضوء

الغرض العام من التفاعلات المعتمدة على الضوء هو تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كيميائية على شكل NADPH و ATP. ستستخدم دورة كالفين هذه الطاقة الكيميائية لتغذية تجميع جزيئات السكر.

تبدأ التفاعلات المعتمدة على الضوء في مجموعة من جزيئات الصباغ والبروتينات تسمى أ نظام ضوئي. يوجد نظامان ضوئيان (نظامي الصور الأول والثاني) موجودان في أغشية الثايلاكويدات. كلا النظامين الضوئي لهما نفس البنية الأساسية: عدد من بروتينات الهوائي التي ترتبط بها جزيئات الكلوروفيل تحيط بمركز التفاعل حيث تحدث الكيمياء الضوئية. تتم خدمة كل نظام ضوئي بواسطة مجمع حصاد الضوء ، والذي ينقل الطاقة من ضوء الشمس إلى مركز التفاعل. يتكون من عدة بروتينات هوائي تحتوي على خليط من 300-400 كلوروفيل أ و ب الجزيئات بالإضافة إلى أصباغ أخرى مثل الكاروتينات. يسافر فوتون من الطاقة الضوئية حتى يصل إلى جزيء من صبغة الكلوروفيل. يتسبب الفوتون في إثارة إلكترون في الكلوروفيل. تسمح الطاقة المعطاة للإلكترون بالتحرر من ذرة جزيء الكلوروفيل. لذلك يقال إن الكلوروفيل "يتبرع" بإلكترون (شكل 1) .امتصاص مفردة الفوتون أو كمية مميزة أو "حزمة" من الضوء بواسطة أي من الكلوروفيل تدفع ذلك الجزيء إلى حالة مثارة. باختصار ، تم التقاط الطاقة الضوئية الآن بواسطة الجزيئات البيولوجية ولكن لم يتم تخزينها بأي شكل مفيد حتى الآن. يتم نقل الطاقة من الكلوروفيل إلى الكلوروفيل حتى يتم تسليمها في النهاية (بعد حوالي جزء من المليون من الثانية) إلى مركز التفاعل. حتى هذه النقطة ، تم نقل الطاقة فقط بين الجزيئات ، وليس بين الإلكترونات.

لاستبدال الإلكترون في الكلوروفيل ، يتم تقسيم جزيء من الماء. يطلق هذا الانقسام إلكترونين وينتج عنه تكوين الأكسجين (O2) و 2 أيونات الهيدروجين (H +) في الفضاء الثايلاكويد. يؤدي استبدال الإلكترون إلى تمكين الكلوروفيل من الاستجابة لفوتون آخر. تخرج جزيئات الأكسجين المنتجة كمنتجات ثانوية الورقة من خلال الثغور وتجد طريقها إلى البيئة المحيطة. تلعب أيونات الهيدروجين أدوارًا مهمة في بقية التفاعلات المعتمدة على الضوء.

شكل 1 يمتص جزيء الكلوروفيل الطاقة الضوئية ويتم تمريرها على طول مسار إلى جزيئات الكلوروفيل الأخرى. تبلغ الطاقة ذروتها في جزيء الكلوروفيل الموجود في مركز التفاعل. "تثير" الطاقة أحد إلكتروناتها بدرجة تكفي لترك الجزيء وتنتقل إلى متقبل إلكترون أولي قريب. ينقسم جزيء من الماء ليطلق إلكترونًا ضروريًا ليحل محل الجزيء المتبرع به. تتشكل أيونات الأكسجين والهيدروجين أيضًا من انقسام الماء.

ضع في اعتبارك أن الغرض من التفاعلات المعتمدة على الضوء هو تحويل الطاقة الشمسية إلى ناقلات كيميائية (NADPH و ATP) التي سيتم استخدامها في دورة كالفين. في حقيقيات النوى وبعض بدائيات النوى ، يوجد نظامان ضوئيان. الأول يسمى نظام ضوئي II (PSII) ، والتي سميت بترتيب اكتشافها بدلاً من ترتيب الوظيفة. بعد أن يضرب الفوتون مركز تفاعل النظام الضوئي II (PSII) ، يتم استخدام الطاقة من ضوء الشمس لاستخراج الإلكترونات من الماء. تنتقل الإلكترونات عبر سلسلة نقل الإلكترون البلاستيدات الخضراء إلى نظام الصور الأول (PSI) ، مما يقلل من NADP + إلى NADPH (الشكل 3). عندما يمر الإلكترون على طول سلسلة نقل الإلكترون ، فإن الطاقة من الإلكترون تغذي مضخات البروتون في الغشاء الذي يحرك بنشاط أيونات الهيدروجين ضد تدرج تركيزها من السدى إلى فضاء الثايلاكويد. تنقل سلسلة نقل الإلكترون البروتونات عبر غشاء الثايلاكويد إلى التجويف (المساحة الموجودة داخل قرص الثايلاكويد). في الوقت نفسه ، يضيف تقسيم الماء بروتونات إضافية إلى التجويف ، ويؤدي تقليل NADPH إلى إزالة البروتونات من السدى (الفضاء خارج الثايلاكويدات). النتيجة النهائية هي تركيز عالٍ من البروتونات (H +) في تجويف الثايلاكويد ، وتركيز منخفض من البروتونات في السدى. يستخدم سينسيز ATP هذا التدرج الكهروكيميائي لصنع ATP ، تمامًا كما حدث في التنفس الخلوي. لاحظ أن التركيز العالي للبروتونات = درجة الحموضة الحمضية ، وبالتالي فإن لومن الثايلاكويد يحتوي على درجة حموضة (أقل) حمضية أكثر بكثير من السدى.

هذه العملية برمتها مماثلة تمامًا للعملية التي تحدث أثناء التنفس الخلوي في الميتوكوندريا. تذكر أنه خلال CR ، يتم استخدام الطاقة التي يحملها NADH و FADH2 لضخ البروتونات عبر غشاء الميتوكوندريا الداخلي وفي الفضاء بين الغشاء ، مما يؤدي إلى إنشاء تدرج بروتوني كهروكيميائي. يستخدم هذا التدرج لتوليد طاقة الفسفرة المؤكسدة بواسطة سينسيز ATP لإنشاء ATP.

الشكل 3 يتم استخدام الطاقة من الضوء بواسطة سلسلة نقل الإلكترون البلاستيدات الخضراء لضخ البروتونات عبر غشاء الثايلاكويد في تجويف الثايلاكويد. يؤدي هذا إلى إنشاء تدرج بروتون يستخدم كمصدر للطاقة بواسطة سينسيز ATP.


دورة كالفين

تحدث دورة كالفن في ثلاثة أجزاء رئيسية: التثبيت ، والاختزال ، والتجديد. أثناء التثبيت ، يحفز RuBisCoenzyme التفاعل بين 3 CO2 جزيئات وثلاثة جزيئات ريبولوز ثنائي الفوسفات (RuBP). هذا يشكل ستة جزيئات من حمض 3-فوسفوجليسيريك (3-PGA). تكتمل الدورة ثلاث مرات ، خلال كل منها RuBP واحد وثاني أكسيد الكربون2 يتفاعل الجزيء. يُعرف هذا بتثبيت الكربون. أثناء الاختزال ، يتم استخدام ATP و NADPH اللذين تم إنشاؤهما في المرحلة الأولى من التمثيل الضوئي لتحويل 3-PGA إلى glyceraldehyde 3-phosphate (PGAL). يتم تحويل ATP مرة أخرى إلى ADP في هذا التفاعل ، ويتم تحويل NADPH مرة أخرى إلى NADP +. يتم إعادة تدوير هذه المنتجات في المرحلة الأولى من عملية التمثيل الضوئي - المرحلة المعتمدة على الضوء. أثناء التجديد ، يتم تصدير PGAL لإنتاج المنتجات الغذائية مثل الكربوهيدرات. يحدث هذا بنسبة 1: 5: لكل منعطف في دورة كالفين ، يتم إنشاء جزيئين PGAL. نظرًا لأنه يستغرق ثلاث دورات من الدورات لاستخدام جميع جزيئات RuBP ، يتم تكوين ستة جزيئات من PGAL. يتم تصدير واحد ، بينما يتم استخدام خمسة لتجديد RuBP. يتم جمع PGAL المطرود في العصارة الخلوية. بمجرد تجميع العديد من الجزيئات ، تتفاعل جزيئات PGAL لتكوين السكر ، على شكل ستة فوسفات كربون ، والتي بدورها تتفاعل لتشكيل السكروز.

في الصورة أدناه ، يظهر التفاعل بين التفاعلات المعتمدة على الضوء والتفاعلات المستقلة عن الضوء. يمكن رؤية نواتج تفاعلات الضوء المستخدمة في دورة كالفن ، وكذلك منتجات دورة كالفن التي يتم إعادة استخدامها بعد ذلك في تفاعلات الضوء.

الشكل 2: التفاعل بين الأجزاء المعتمدة على الضوء والأجزاء المستقلة لعملية التمثيل الضوئي.

تدفق الإلكترون من خلال نظامي الصور الأول والثاني

تمتص أصباغ التمثيل الضوئي ضوء الشمس ، وأكثرها وفرة في النباتات هي الكلوروفيل. يؤدي امتصاص الضوء إلى إثارة الإلكترون إلى حالة طاقة أعلى ، وبالتالي تحويل طاقة ضوء الشمس إلى طاقة كيميائية محتملة. يتم تنظيم أصباغ التمثيل الضوئي في مركزات الضوء في غشاء الثايلاكويد ، يحتوي كل منها على مئات من جزيئات الصبغة (الشكل 10.20). تعمل جزيئات الصبغة العديدة في كل مركز ضوئي بمثابة هوائيات لامتصاص الضوء ونقل طاقة إلكتروناتها المثارة إلى جزيء الكلوروفيل الذي يعمل كمركز تفاعل. يقوم مركز تفاعل الكلوروفيل بعد ذلك بنقل إلكترونه عالي الطاقة إلى جزيء مستقبِل في سلسلة نقل الإلكترون. يتم بعد ذلك نقل الإلكترونات عالية الطاقة عبر سلسلة من حاملات الأغشية ، مقترنة بتوليف ATP و NADPH.

الشكل 10.20

تنظيم مركز التصوير. يتكون كل مركز ضوئي من مئات جزيئات الهوائي الصبغية ، والتي تمتص الفوتونات وتنقل الطاقة إلى مركز تفاعل الكلوروفيل. يقوم مركز تفاعل الكلوروفيل بعد ذلك بنقل إلكترونه المثير إلى متقبل (المزيد).

أفضل مركز للتفاعل الضوئي يتميز بالبكتيريا رودوبسودوموناس فيريديس، تم تحديد هيكلها بواسطة Johann Deisenhofer و Hartmut Michel و Robert Huber وزملائهم في عام 1985 (الشكل 10.21). يتكون مركز التفاعل من ثلاثة عديدات ببتيدات عبر الغشاء ، مرتبطة بـ a ج- نوع السيتوكروم على الجانب الخارجي من الغشاء. يتم التقاط الطاقة من ضوء الشمس بواسطة زوج من جزيئات الكلوروفيل المعروفة باسم الزوج الخاص. يتم بعد ذلك نقل الإلكترونات من الزوج الخاص إلى زوج آخر من الكلوروفيل ومن هناك إلى مجموعات اصطناعية أخرى (فيوفيتينات وكينونات). من هناك يتم نقل الإلكترونات إلى السيتوكروم قبل الميلاد المعقد الذي يقترن فيه نقل الإلكترون بتوليد تدرج بروتون. يتم بعد ذلك نقل الإلكترونات إلى السيتوكروم في مركز التفاعل وإعادتها أخيرًا إلى زوج الكلوروفيل الخاص. وهكذا يحول مركز التفاعل طاقة ضوء الشمس إلى إلكترونات عالية الطاقة ، يتم تحويل الطاقة الكامنة منها إلى تدرج بروتوني بواسطة السيتوكروم. قبل الميلاد مركب.

الشكل 10.21

هيكل مركز التفاعل الضوئي. مركز رد فعل R. viridis يتكون من ثلاثة بروتينات عبر الغشاء (أرجواني ، أزرق ، بيج) و ج- نوع السيتوكروم (أخضر). يتم تلوين الكلوروفيل والمجموعات الصناعية الأخرى باللون الأصفر. (مجاملة (المزيد).

يتم تنظيم البروتينات المشاركة في التفاعلات الخفيفة لعملية التمثيل الضوئي في النباتات في خمسة مجمعات في غشاء الثايلاكويد (الشكل 10.22). اثنان من هذه المجمعات عبارة عن أنظمة ضوئية (نظم الصور أنا و ثانيًا) ، حيث يتم امتصاص الضوء ونقله إلى مركبات الكلوروفيل في مركز التفاعل. يتم بعد ذلك نقل الإلكترونات عالية الطاقة من خلال سلسلة من الناقلات في كل من نظامي الصور وفي مركب بروتين ثالث ، وهو السيتوكروم فرنك بلجيكي مركب. كما هو الحال في الميتوكوندريا ، تقترن عمليات نقل الإلكترون هذه بنقل البروتونات إلى تجويف الثايلاكويد ، وبالتالي إنشاء تدرج بروتون عبر غشاء الثايلاكويد. يتم بعد ذلك حصاد الطاقة المخزنة في هذا التدرج البروتوني بواسطة مركب بروتين رابع في غشاء الثايلاكويد ، سينثيز ATP ، والذي (مثل إنزيم الميتوكوندريا) يتدفق البروتون مرة أخرى عبر الغشاء إلى تخليق ATP.

الشكل 10.22

نقل الإلكترون وتوليف ATP أثناء عملية التمثيل الضوئي. تعمل خمسة مجمعات بروتينية في غشاء الثايلاكويد في نقل الإلكترون وتخليق ATP و NADPH. يتم امتصاص الفوتونات بواسطة معقدات جزيئات الصباغ المرتبطة بالنظم الضوئية (المزيد).

يتمثل أحد الاختلافات المهمة بين نقل الإلكترون في البلاستيدات الخضراء وتلك الموجودة في الميتوكوندريا في أن الطاقة المشتقة من ضوء الشمس أثناء عملية التمثيل الضوئي لا يتم تحويلها إلى ATP فحسب ، بل تُستخدم أيضًا لتوليد NADPH المطلوب للتحويل اللاحق لثاني أكسيد الكربون.2 للكربوهيدرات. يتم تحقيق ذلك عن طريق استخدام نظامين ضوئيين مختلفين في تفاعلات الضوء لعملية التمثيل الضوئي ، أحدهما لتوليد ATP والآخر لتوليد NADPH. يتم نقل الإلكترونات بالتتابع بين نظامي الصور ، حيث يعمل نظام الصور الأول لتوليد NADPH ونظام الصور الثاني الذي يعمل على توليد ATP.

يبدأ مسار تدفق الإلكترون في النظام الضوئي الثاني ، وهو متماثل مع مركز تفاعل التمثيل الضوئي ص. فيريديس وصفت بالفعل. ومع ذلك ، في النظام الضوئي الثاني ، تُستخدم الطاقة المشتقة من امتصاص الفوتونات لتقسيم جزيئات الماء إلى الأكسجين الجزيئي والبروتونات (انظر الشكل 10.22). يحدث هذا التفاعل داخل تجويف الثايلاكويد ، وبالتالي يتم إطلاق البروتونات من H.2يؤسس O تدرج بروتون عبر غشاء الثايلاكويد. يتم نقل الإلكترونات عالية الطاقة المشتقة من هذه العملية من خلال سلسلة من الناقلات إلى البلاستوكينون ، وهو ناقل قابل للذوبان في الدهون مشابه لأنزيم Q (يوبيكوينون) في الميتوكوندريا. يحمل البلاستوكينون الإلكترونات من النظام الضوئي الثاني إلى السيتوكروم فرنك بلجيكي معقد ، يتم من خلاله نقل الإلكترونات إلى البلاستوسيانين ويتم ضخ البروتونات الإضافية في تجويف الثايلاكويد. وبالتالي ، يقترن نقل الإلكترون عبر النظام الضوئي II بإنشاء تدرج بروتون ، والذي يحرك التوليف الكيميائي للـ ATP.

من النظام الضوئي الثاني ، يتم نقل الإلكترونات بواسطة البلاستوسيانين (بروتين غشاء محيطي) إلى النظام الضوئي الأول ، حيث يؤدي امتصاص الفوتونات الإضافية مرة أخرى إلى توليد إلكترونات عالية الطاقة. ومع ذلك ، لا يعمل نظام الصور الأول كمضخة بروتون بدلاً من ذلك ، بل يستخدم هذه الإلكترونات عالية الطاقة لتقليل NADP + إلى NADPH. ينقل مركز تفاعل الكلوروفيل في النظام الضوئي الأول إلكتروناته المثارة عبر سلسلة من الناقلات إلى فيرودوكسين ، وهو بروتين صغير على الجانب اللحمي من غشاء الثايلاكويد. الانزيم اختزال NADP ثم ينقل الإلكترونات من ferrodoxin إلى NADP + ، لتوليد NADPH. ينتج عن مرور الإلكترونات عبر النظامين الضوئيين الأول والثاني كلاً من ATP و NADPH ، اللذين تستخدمهما إنزيمات دورة كالفين في سدى البلاستيدات الخضراء لتحويل ثاني أكسيد الكربون2 الكربوهيدرات (انظر الشكل 2.39).


دورة كالفن: بناء الحياة من فراغ

كيف يمكن لشيء مثل الهواء أن يصبح خشب الشجرة؟ الجواب يكمن في مكونات الهواء.

كيف يمكن تحويل الهواء المحيط بالشجرة إلى مادة شجرة؟ من خلال مجموعة معقدة من التفاعلات التي تستخدم الكربون من الهواء لصنع مواد أخرى. الصورة عن طريق أندريه كارواث.

يحتوي الهواء على عناصر مختلفة مثل الأكسجين والكربون والنيتروجين. تشكل هذه العناصر جزيئات مثل ثاني أكسيد الكربون (CO2). يتكون ثاني أكسيد الكربون من ذرة كربون واحدة وذرتين من الأكسجين. تأخذ النباتات ذرة الكربون من ثاني أكسيد الكربون وتستخدمها لبناء السكريات.

يتم ذلك باستخدام دورة كالفين. تحدث دورة كالفين داخل البلاستيدات الخضراء ، ولكن خارج الثايلاكويدات (حيث تم إنشاء ATP). يتم استخدام ATP و NADPH من التفاعلات المعتمدة على الضوء في دورة كالفين.

تسمى أحيانًا أجزاء من دورة كالفين تفاعلات الضوء المستقلة. لكن لا تدع الاسم يخدعك. هذه التفاعلات تتطلب ضوء الشمس لتعمل.

يساعد بروتين RuBisCO أيضًا في عملية تحويل الكربون من الهواء إلى سكريات. يعمل RuBisCO ببطء ، لذلك تحتاج النباتات إلى الكثير منه. في الواقع ، RuBisCO هو البروتين الأكثر وفرة في العالم!

تُستخدم منتجات دورة كالفين في صنع جلوكوز السكر البسيط. يستخدم الجلوكوز لبناء سكريات أكثر تعقيدًا مثل النشا والسليلوز. النشا يخزن الطاقة للنبات والسليلوز هو المادة التي تصنع منها النباتات.


شاهد الفيديو: Photosynthesis. Calvin Cycle. Animated Music Video (قد 2022).


تعليقات:

  1. Mikel

    أنا أتفق معك تمامًا ، حسنًا

  2. Tugrel

    أنا آسف ، لا شيء لا أستطيع مساعدتك. لكنني متأكد من أنك ستجد الحل الصحيح. لا تيأس.

  3. Johnson

    مفاجأة جميلة

  4. Iwdael

    اليوم قرأت الكثير عن هذا الموضوع.

  5. Amasa

    برافو ، تمت زيارتك بفكرة رائعة ببساطة

  6. Brus

    يمكنني البحث عن ارتباط إلى موقع يحتوي على الكثير من المعلومات حول هذه المشكلة.



اكتب رسالة