Transcript Fotoszintézis

4. FOTOSZINTÉZIS, FÉNYSZAKASZ
A fotoszintézis fényszakasza arról kapta nevét, hogy csak fényben játszódik le, mivel itt
történik a fényenergia kémiai energiává alakítása. A víz bontásából származó hidrogének
elektronjai egy (a terminális oxidációnál megismerthez hasonló) membránkapcsolt
elektrontranszportláncon haladnak keresztül, azzal a különbséggel, hogy itt a
transzportlánc tagjai a fotoszintetikus pigmentek komplexei is, melyek a fény energiájával
új „energialöketeket” adnak az elektronoknak.
FUNKCIÓJA: Energia (ATP) és redukálóerő (NADPH+H+) előállítása
LÉNYEGE:
A víz bontásából származó hidrogének elektronjainak fénnyel való
gerjesztése, majd az elektrontranszportláncon felszabaduló energiával
hidrogénion-koncentrációkülönbség kiépítése (majd ezzel ATP szintézise), a
lánc végén pedig redukálóerő (NADPH+H+) képződése
HELYE:
A zöld színtest belső
membránrendszere
!
Tartalomhoz
Az alábbi animáció a fotoszintetikus elektrontranszportlánc működését
i
szemlélteti. A folyamatban megjelenő betűkre kattintva szöveges
információt jeleníthetsz meg az aktuális mozzanatról.
A funkciógomb segítségével az animáció átugorható.
Tartalomhoz
½ O2
i
H 2O
PLC
PQ
P 680
2H+
PS II.
redox pot.
i
Cit. b6/f
P 700
Nyilvánvaló, hogy egy ilyen erős oxidálószert, i
Figyeljük
meg,b hogy
a színtest
membránközi
Az
elektronok
ekkorra
megint
túl
Acitokróm
ferredoxintól
végül
amár
ferredoxinA
transzportlánc
következő
tagja,
a mozgékony
A
nevű
(hem
vasat
tartalmazó)
mint
az
alapállapotú
II. fotorendszer,
semmi
Egy
harmadik
mozgékony
komplex,
a
6/f
Aplasztokinon
II.
fotorendszer
mangánionokat
is
tartalmazó
terében
termelődnek,
a
sztrómában
fogynak
pozitív
redoxpotenciálon
vannak
ahhoz,
NADPH-oxidoreduktáz
nevű
enzim
veszi
képes
oxidálni
a
gerjesztett
II. a
komplex
többi
funkciójával
nem
foglalkozunk
nem
tudna tovább
oxidálni,veszi
ám ha
a fény
vastartalmú
ferredoxin
át és
viszi
+
+
reakciócentruma
alapállapotában
annyira
erős
protonok,
sőt,és
a transzportlánc
pontján a
hogy
NADP
koenzimet
redukálni
PS I.
át az aelektronokat,
ésvan
adja
átazaegy
NADP
fotorendszert,
tovább
vinni
elektronokat
középiskolában,
bár
gerjeszti
aazrendszer
elektronjait,
azzal a utolsó
tovább
elektronokat
aneki.
transzportlánc
oxidálószer,
hogy
még
az
oxigént
is
képes
még
direkt
ki
is
pumpálódik
kettő-kettő.
Így
lehessen
velük,
márpedig
ez
cél.
Ezért
újra
a
koenzimnek.
Ezisprotonokat
felvéve
a meg őt
transzportlánc
harmadik
amely
komplex
redoxpotenciálja
lecsökken,
tagjának.
(Neki
van tagjának,
mégerősen
egyéb
funkciója,
oxidálni:
a
víz
hidrogénjeit
elveszi
az
oxigéntől
egy
jelentős
töltéskülönbség
alakul
ki
a a
nap
fényét
veszi
igénybe
a
növény.
Az
sztrómából
(a
színtest
alapállományából)
oxidálja.
Közben
az
elektronokkal
együtt
Innen
a plasztocianin
nevű,
réztartalmú,
vagyis
oxidálhatóvá
Ezáltal
kapjákkétmeg
de azzal
most
nemválik!*
bonyolítjuk
a képet.)
+
(vízbontás).
A
hidrogénionok
oldatba
mennek
a
membrán
két
oldala
között.
Ezt
a
kondenzátort
fotorendszer
gerjesztődésével
NADPH+H
-szá
redukálódik.
Ezzel
létreamit
protont
is átszállít,
csakhogy
amíg
amég
sztrómából
membrán
külső
oldalán
horgonyzó,
mozgékony
azI.
elektronok
azt
az
energiát
a napfénytől,
membránok
közötti
térben,
azkomplex
elektronok
„kisütni”
egy
„vezetéken”
keresztül
negatívabb
redoxpotenciálra
jutunk,
hoztuk
acsak
CO
-kötéshez
szükséges
veszi
fel, addig
következő
amint a az
komplex
szállítja
az elektronokat
(egyenként)
2a
(végighaladva
az
elektrontranszportláncon)
egyelőre
a
komplexen
maradnak,
az
oxigén
pedig
lehetséges,
ez
pedig
az ATP-áz
enzimkomplex
II.
esetében.
(ld.térbe
sötét
szakasz).
membránok
közötti
fogja
leadni
I.redukálószert
fotorendszerhez.
leadhatnak
az
enzimkomplexeknek,
s ezeket.
azok
egy
„fél oxigénmolekulát”
képez
(a következő
csatornája.
A sztrómába
visszaáramló
protonok
Vegyük
észre,
hogy
ez egy
protonpumpa,
(Mivelhasznosíthatják
nem olyan
pozitív
redoxtartományból
kell
tovább
azt.
vízbontásnál
megkapja
a
párját).
Ezzel
meg
is
meghajtják
a
komplexet,
mely
az
így
kapott
„visszahozni”
az
elektronokat,
ezért
itt
kisebb
amelyet
a
redoxreakciók
energiája
hajt!
Az elektronok így egyre pozitívabb
A
napfény
tehát
gerjeszti
a
II.
számú
termelődött
az
oxigén,
amelyet
a
növényi
energiát
ADP
és
szervetlen
foszfát
energiájú
(nagyobb
hullámhosszú)
700
nm-es
kék
redoxpotenciálú
komplexekre
kerülnek ahogy a
(A
plasztokinon
aisATP
terminális
oxidációban
sugarak
elnyelése
elegendő.
Ezért
ittkötésébe
a fő
fotorendszer
„antennapigmentjeinek”
fotoszintézis
hoz
létre
nekünk,
heterotróf
felhasználásával
pirofoszfát
transzportlánc
tagjai
egymást
oxidálják
illetve
antennapigment
a
narancssárga
karotin.
A II.melyek
megismert,
ugyanilyen
szerepű
ubikinonhoz
(klorofillok,
karotinoidok)
elektronjait,
légzőknek
nagy
szerencsénkre!
tárolja
el.
(Éppúgy,
ahogyan
az
a
terminális
redukálják
sorban.
fotorendszerben
a nagyobb
energiájú, 680 nm-es
hasonló
szerkezetű
lipid.)átadják
gerjesztési
energiájukat
a központi
oxidáció
végén
is történt
a mitokondriumban.)
hullámhosszú lila sugarakat elnyelő citromsárga
klorofill-A
molekulának.
xantofill
a fő
antennapigment.
(Azért szintén
látjuk ilyen
Ezzel
létrehoztunk
ATP-t, amire
színűnek
őket,
mert
a
komplementer
színűket
szűrték
*szükségünk
Vigyázz! A redoxpotenciál-tengelyt
– az energialejtő
lesz a sötét szakaszban
a CO2P 700
ki
a
fehér
fényből.)
érzékeltetése céljából – fordítva rejzoljuk: lefelé nő,
kötéshez.
fölfelé csökken a redoxpotenciál.
Frrd.
P 680
i
NADP+
i
2H+
NADPH+H+
A színtest belső
membránja
-
+
i
ee-
2e-
i
- Fotocentrum – A fehérjék itt kötik a
fotoszintetikus pigment-molekulákat. Legbelül
van a Klorofill-A, kijjebb az antennapigmentek:
Kl. -B , majd karotinoidok
2H+
2 ADP + 2 Pi
i
PS II. - kettes fotorendszer
PS I.
- egyes fotorendszer
PQ
- Plasztokinon molekula
Cit. b6/f - Citokróm b6/f komplex
P 680 és P 700 - A 680 nm és 700 nm –en elnyelő Klorofill-A molekulák
PLC - Plasztocianin – Cu tartalmú, mobilis komplex
Frrd. - Ferredoxin – mobilis vas-kén protein
Animáció átugrása
FNR - Ferredoxin -NADPH- oxidoreduktáz
2 ATP
ATP-áz
enzimkomplex
½ O2
H2O
2H+
2H+
2e-
2e-
PQ
P 680
e-
Cit. b6/f
P 700
Frrd.
2H+
PS II.
PS I.
2e-
eH+
NADP+
NADPH+H+
-
redox pot.
A színtest belső
membránja
- Fotocentrum – A fehérjék itt kötik a
fotoszintetikus pigment-molekulákat. Legbelül
van a Klorofill-A, kijjebb az antennapigmentek:
Kl. -B , majd karotinoidok
PLC
P 700
+
ADP + Pi
P 680
2H+
PS II. - kettes fotorendszer
PS I.
- egyes fotorendszer
PQ
- Plasztokinon molekula
Cit. b6/f - Citokróm b6/f komplex
P 680 és P 700 - A 680 nm és 700 nm –en elnyelő Kl.-A molekulák
PLC - Plasztocianin – Cu tartalmú, mobilis komplex
Frrd. - Ferredoxin – mobilis vas-kén protein
FNR - Ferredoxin -NADPH- oxidoreduktáz
ATP-áz
ATP enzimkomplex
Tartalomhoz