110425

organizmów posiadających już w swoich komórkach jądro i cliloroplasty. W ich przypadku fotosynteza umiejscowiona jest w całości w chloroplastach.

Składa się ona z dwóch wyraźnych faz. Są to: faza jasna i faza ciemna. Do przebiegu tej pierwszej niezbędne jest światło, natomiast ta druga zachodzi bez względu na warunki oświetleniowe.

Faza jasna przebiega w błonach tylakoidów gran - struktur, znajdujących się wewnątrz chloroplastów. Uczesuiiczą w niej dwa. powiązane ze sobą rodzaje układów: fotosystem I i fotosystem II.

Fotosystem II rozbija wodę na tlen. jony wodorowe i elektrony. W tym procesie uczestniczy ciekawe białko, zawierające jako kofaktor 4 jony manganu. Jony wodom pompowane są do wnętiza tylakoidów, dzięki czemu tworzy się gradient ich stężenia. Wykorzystywany on jest do napędzania produkcji ATP - związku niosącego dużo energii chemicznej.

Natomiast elektrony przekazywane są na chlorofil, gdzie zostają wzbudzone przez padające fotony światła słonecznego. Pizy powrocie ze stanu wzbudzenia, elektrony, za pośrednictwem specjalnych białek i cząsteczek (plastochinony, cytochrom bf), dalej pompują jony wodoru do wnętrza tylakoidów. co później zamieniane jest również na energię wiązań ATP.

Oto sumaryczny zapis reakcji w fotosystemie II:

2 H jO + fotony światła - 4 H * + 4 elektrony + O^tlen)

Następnie, elektrony z fotosystemu II pizechodzą do fotosystemu I. gdzie znów trafiają na cząsteczki chlorofilu i znów zostają wzbudzone. Ale tym razem ich powrót do stanu normalnego odbywa się z pomocą białka - ferredoksyny, która redukuje NADP' do związku o wysokiej eneigii - NADPH. Sumaryczny zapis reakcji w fotosystemie I wygląda następująco:

2 H• + 4 elektrony + 2 NADP' - 2 NADPH

Podsumowując: w fazie jasnej woda rozbijana jest na tlen. elektrony i jony wodoru. Te dwa ostamie produkty służą do syntezy wysokoenergetycznego NADPH. Reakcje tej fazy możemy zbiorczo zapisać:

2 H₂0 + 2 NADP* + fotony światła — 2 H* +2 NADPH + O^den)

Wiemy też. że jony wodoru, które nie zostały związane przez NADP . a są produktami tej reakcji (prawa strona), służą do syntezy wysokoenergetycznego ATP (3 cząsteczki ATP na 2H').

Dlaczego obydwa związki wysokoeneigetyczne: ATP i NADPH są tak ważne? Otóż biorą one dalej udział w fazie ciemnej fotosyntezy.

W fazie ciemnej następuje wiązanie dwudenku węgla (COj) i NADPH przez skomplikowany system fosfocukrów, zwany cyklem Calvina. Cały ten proces zlokalizowany jest w tzw. stromie, czyli macierzy wypełniającej chloroplasty. W jego wyniku powstaje glukoza, a energię do jego przebiegu zapewnia dodatkowo 18 cząteczek ATP na jedną produkowaną cząsteczkę glukozy.

Przebieg fazy ciemnej możemy zapisać następująco:

6 C0₂ + 12 NADPH + 12 H' — OH ₁₂0₆(glukoza) + 6 H.O + 12 NADP'

Z naszego sumarycznego zapisu fazy jasnej wynika, że z dwóch cząsteczek wody produkowane są tylko 2 cząsteczki NADPH. Jako. że do wyprodukowania 1 molekuły glukozy potrzeba w fazie ciemnej 12 NADPH. to naszą wcześniejszą reakcję fazy jasnej pomnóżmy obustronnie przez 6. Oto wynik:

12 H₂0 + 12 NADP' + fotony świada - 12 H + 12 NADPH + 6 0₂(tlen)

Teraz możemy "zgrać" ze sobą dwa ostatnie zapisy reakcji dwóch faz fotosyntezy: jasnej i ciemnej. Dokonamy tego. dodając do siebie osobno lewe. a osobno - prawe strony reakcji i skreślając składniki, które wystąpią po obydwu stronach scalonego równania. Otrzymamy nareszcie sumaryczny, wypadkowy zapis fotosyntezy.

6 C0₂ + 6 H/J + fotony świada - CJ1 i_>0«.(glukoza) + 6 O^tlen)

Z wody i dwudenku węgla, przy udziale świada. produkowane są: glukoza i den.