ObrazE218

L3 Fotosynteza

Hasła

do syntezy W reakqi Swirtlnn

*ncf£t.i światła napędza syntezę NAUPH i ATP. W reakcji ciemnej (reakcja wiązania węgla) NADPH ł ATP są zużywane do syntezy węglowodartfer c CO? I HjO

Umiejscowienie wroŚHnach zielonych i sinicach fotosynteza jest umiejscowiona

w chloroplastach Reakcja świetlna zachodzi w Monie tylakoidów, a reakcja ciemna przebiega w atronu*- U bakterii fotosyntetyzujących reakcja świetlna zachodzi w błonie komórkowej lub w miejscach inwaginacji tej błony (chromatofory).

iiiniw»jiiuiuiq awMiipiif »»»iaiia. iMmmm sq roigarunwanc w juiu'

systemy, a każdy fotosystem obejmuje kompletu antenowy i centrum reakcji fotosyn te tycznej Poszczególna kompleksy antenowe zawierają cząsteczki chlorofilu i barwników pomocniczych skupione razem w olónie tytokoidu. Absorpcja fotonu światła przez cząsteczkę chlorofilu powoduje wybicie elektronu na wyższy poziom energetyczny Wzbudzony chlorofil przekazuje swoją nadwyżką anergu innym cząsteczkom chlorofilu znajdującym się w kompleksie, dzięki przeniesieniu pobudzenia. Energia zostaje skierowana do dwóch specjalnych cząsteczek chlorofilu w folosyn te tycznym centrum reakcji

⁷otosystem I I ^Ro*^,łny    i 9inice posługują się dwoma typami fotosystemów;

fotosystem U I centrum reakcji fotosystemu f zawiera chlorofil 1*700, a w centrum

reakcji fotosystemu U znajduje się chlorofil P680. Te dwa fotoaystemy łączy łańcuch transportu elektronów. Komponenty tego łańcucha rozmieszczone odpowiednio do ich potencjałów redoks tworzą tak zwany schemat „Z". W fotosystemte TT chlorofil PMOpod wpływem światła przechodzi w stan wzbudzony PG80*. Wzbudzony P680* przekazuje elektrony o wysokiej energii do feofityny, a sam przechodzi w formę utlenioną P68G*. Następnie P680* przyjmuje elektrony z wody i powraca do stanu podstawowego. Ujmując całościowo, usunięcie czterech elektronów z dwóch cząsteczek wody uwalnia cztery jony H* i jedną cząsteczkę tlenu. Elektrony o wysokiej energii przyjęte przez ieofitynę zostają przeniesione kolejno na plastochinon (PQ), kompleks cytochromów bf (nazywany też kompleksem cytochromów brf) i pla&tocyjaninę. P700 występujący w fotosysternie I wzbudzony przez światło przechodzi w P700*. Wzbudzony P700* przekazuje elektron o wysokiej energii do ferredoksyny i zmienia się w formę utlenioną P7D0*. Teraz P700* przyjmuje elektrony z płastocyjaniny i powraca do stanu

podstawowego. W koócu dwa elektrony z dwóch cząsteczek zredukowany fenedoksytw zostają przeniesione do NADP¹ zmieniając go w NADPH.

Podczas transportu elektronów kompleks cytochromów bf, który jest pompą protonową, pompując joiw H¹ te stromy do przestrzeni wewnątrz tytaMdu. tworzy gradient H¹. |ony H¹ są uwalniane do wnątrao t> ukuidu rowiucz wtedy, gdy w iotosystemie U zachodzi utlcruaru¹ wody a utworzeniem tlenu, a jony H¹ używane podczas redukcji N ADP¹ do NADPH są pobierane ze stromy¹ Oba te zjawiska uczestniczą w tworzeniu gradientu H\ Gradient protonowy napędza sy nnrą ATP katatttowaną przez syntazę AT? umiejscowioną w błonie nrtaknłdu (fotofosforylacja). Ponieważ transport elektronów przebiega przez liniowo ustawione przenośniki elektronów, system ten nazwano fotofasforylacją niecykliczna

FototoitocyUcia    duSC N ADP¹ przyjmującego elektrony jest «bvt mała. jest

cyklkuu wy korzystywana ahematywna droga transportu elektronów. Elektron

-----    o wyrokuj energii oddawany przez fotosystem t przechodzi do

aircuok¹) nv. następnie do kompleksu cytochromów bf, dalej do pMoeyfntimr t z powrotem do fotosystemu T. do P700 W rezultacie gradient protonowy generowany przez kompleks cytochromów bf napędza syntezę ATP (fotofosforyUcja cykliczna), ale nie dochodzi do utworom NADPH ani O¹.

i Cyjanobaktene. podobnie jak rośliny zielone, korzystają z dwóch fotosystemów Fotosyntrtyzujące bakterie purpurowe, Rhodospmllum

_I rubrum, mają tylko jeden fotosystem zawierający centrum reakcji.

Przeprowadzają one cykliczny transport elektronów i syntezę ATP (fotntosforyUcja cykliczna). Niecykliczny transport elektronów jest używany alternatywnie do wytwarzania NADH. Donorem elektronów może być tez siarkowodór (HjS) utleniany do siarki (S). Wodór gazowy (Ha) i rozmaite związki chemiczne także mogą funkcjonować | jako donory elektronów, dlatego nie dochodzi do wytwarzania tlenu.

R²kc e i I ¹TP¹ NADPH wytwirwme podczas frakcji przebiegających

1

ii"Tr j z udziałem światła są wykorzystywane w reakcjach fazy ciemnej

2

(reakcje wiązami węgla) do „utrwalania" dwutlenku węgla w węglowodanach, sacharozie i skrobi. Reakcje te stanowią cykl (cykl Gohrina). w którym mym kaiboksylaza rybulozo-bistosforanowa (ruMsco), umiejscowiona w stronue, katalizuje kondensację cząsteczki COi t rybukno-l^iafosforanem w celu utworzenia dwóch cząsteczek 3-fosfoglicęrymanu. Pozostałe reakefe prowadzą do regenarocji zybulozo-l>bislosforanu. Do zwiąaania lnach cząsteczek COi w celu otrzymania netto jednej cząsteczki aldehydu 3-fosfoglicerynowego, potrzeba sześciu cząsteczek NADPH i dziewięciu cząsteczek ATP. Aby mogła zajść synteza sacharozy, aldehyd 3-fosfoglicerynowy przechodzi do cytozolu, gdzie jest przekształcany w friiktozo-6-fosforan i glukozo-1-fosforan. Ten ostatni jest dalej przekształcany w UDP-glukozę i wchodzi w reakcję z fruktozo-6-fosforanem, w wyniku czego powstaje sacharozo--6-fosforan. Hydroliza sacharozo-6-fosforanu prowadzi do powstania sacharozy. Aldehyd 3-fosfoglicerynowy wytwarzany w cyklu Caliona jest używany również do syntezy glukozo-