sobota, 24 listopada 2012

Faza jasna - synteza ATP.

 W poprzednim poście o niecyklicznym transporcie elektronów odszukaj moment, gdy pompowane są jony H+ do wnętrza tylakoidów - z tego miejsca zaczynamy.

Syntaza* ATP:
1. Z powodu wpompowania H+ do tylakoidów następuje ich nadmiar wewnątrz a niedobor na zewnątrz. Występuje więc różnica potencjałów i można tu mówić o miniogniwie organicznym.
2. Jony mogą powrócić tylko kanałami jonowymi. Powracając niosą dużą energię kinetyczną.
3. Energia kinetyczna wprawia w ruch obrotowy inne białka tworzące czynniki sprzęgające.
4. Ruch obrotowy białek pozwala na syntezę ATP oraz uwolnienie powstałych cząsteczek ATP.

*syntaza - to nie jest błąd.

Transport elektronów + syntaza = fosforylacja fotosyntetyczna niecykliczna.


Faza jasna - niecykliczny transport elektronów.

Faza jasna to etap fotosyntezy na którym wytworzona zostaje siła asymilacyjna.

Składniki siły asymilayjnej:
- ATP - magazynuje energię.
- NADPH - stanowi potencjał redukcyjny,

Aby przystąpić do omawiania fazy jasnej musisz wiedzieć coś-niecoś o:
- budowie chloroplastu - które to tylakoidy gran, a która to stroma,
- budowa cząstki chlorofilu,
- budowa fotosystemów,
- fotolizie wody,
- znać mechanizm transportu niecyklicznego i cyklicznego elektronów,
Jeśli masz z tymi rzeczami problem przewiń niżej.

Niecykliczny transport elektronów:

1. Światło pada na liść. Zakładamy też, że roślina ma dostęp do wody.

2. Chloroplasty - w tylakoidach gran układ antenowy cząsteczek chlorofilu fotosystemu PSI kumuluje energię (jest pobudzany).

3. Kiedy energia i elektrony dochodzą do centrum reakcji następuje emisja elektronów. Występuje niedobór elektronów tutaj.
3a. Niedobór uzupełniany jest elektronami z pobudzonego PSII. Występuje niedobór elektronów w PSII.
3b. Niedobór  uzupełniany jest elektronami z fotolizy wody.
 pod wpływem światła H2O ---> 2H+  +  2e-  + 1/2O2
tlen jest uwalniany do atmosfery

4. Emitowane elektrony (oznaczane przeze mnie e-) są odbierane przez tzw. pierwotne akceptory e- (najczęściej są to białka np. ferrodoksyna). Wędrują w łańcuchu przenośników.

5. Z przenośnika e- trafiają na NADP+, następuje redukcja. Pobrane są także jony H+ ze środowiska*.
NADP+  +e-  + H+ ---> NADPH

* jony H+ są pompowane do tylakoidów podczas uzupełniania niedoboru e- w PSI, kiedy to elektrony wędrują z PSII.


_____________________________________________________

Informacje dodatkowe:

 1. Budowa chloroplastu najlepiej jest przedstawiona na załączonym rysunku >tutaj<.
 Pęcherzykowate twory to tylakoidy gran, otoczenie ograniczone podwójną błoną to tzw. stroma. Błona jest podwójna (wew. i zew.) ponieważ wg teorii endosymbiozy chloroplasty  powstały z dawnych autotrofów.  Jeśli myślisz, że ta teoria jest śmieszna przeczytaj >tutaj<. Chloroplasty bowiem są półautonomiczne - mają własne DNA  i rybosomy.

2. Chlorofil to barwnik fotosyntetyczny zdolny do pochłaniania światła słonecznego o określonym zakresie, posiada dwa maksima absorpcji ( zakres światła niebieskiego i czerwonego).
Składa się z:
-układu porfirynowego z centralnym jonem magnezu*,
-długiego łancucha fitolu,
-podstawnika różnego dla chlorofilu a i b.
Chlorofil a i b to typy barwnika, które różnią się nieco pochłanianymi długościami fal. Zielona barwa jest pewnego rodzaju efektem ubocznym jego właściwości.

Inne barwniki fotosyntetyczne to: karetonoidy, fikobiliny.

*to dlatego mając niedobory magnezu należy jeść warzywa zielone (czytaj: warzywa z chlorofilem)

3. Budowa fotosystemu (fotoukładu).
Fotosystem to wiele cząsteczek chlorofilu zgrupowanych razem, aby możliwa była kumulacja energii i przekazywanie elektronów. Energia padająca na chlorofile zostaje przekazywana do następnych, gdzie kumuluje się na zasadzie odwróconej piramidy - jest to nazwane układem antenowym. Na końcu układy znajduje się centrum reakcji, gdzie jest obniżony poziom wzbudzenia. Dzięki temu elektrony stąd mogą zostać emitowane z fotosystemu.



Rodzaje  fotosystemu:
- fotosystem I - PSI,
- fotosystem II - PSII,
Fotoukłady różnią się nieco maksimem absorpcji. W roślinie zawsze występują dwa rodzaje fotosystemu.

4. Fotoliza wody - jest to rozpad wody pod wpływem światła.
Równanie reakcji pod spodem, albo na wiki:
 H2O ---> 2H+  +  2e-  + 1/2 O2

5. Co to jest NADP+ i do czego służy? Rola NADP+, NADPH w fotosyntezie.
 NADP+ to pochodna NAD+, służy jako akceptor elektronów i protonów w efekcie czego powstaje NADPH.
NADP+ + 2H+ + 2e- ---> NADPH

NADPH służy z kolei do późniejszej syntezy cukrów w cyklu Calvina (faza ciemna fotosyntezy).

6. Redukcja - jest to reakcja, w której dany atom(y) przechodzi na niższy stopień utlenienia.
W przypadku fotosyntezy reakcją redukcji jest np. reakcja w punkcie powyżej, czyli redukcja NADP+.




piątek, 16 listopada 2012

Fotosynteza - I'm lovin' it!

1. Co to jest?
Definicja do zrozumienia wg MeMarie:
Jest to skomplikowany i zadziwiająco sprytny proces, który uniezależnia org. samożywne od dostaw energii z innych organizmów. Np. większość roślin nie musi zabijać innych żyjątek, aby je zjeść - one same sobie jedzenie wytwarzają. Jeśli wytwarzają to znaczy, że z mniejszych elementów (dwutlenek węgla, woda, energia z promieniowania) tworzą większe (glukoza) - tzw. "jedzenie". I od razu powiem, że chloroplasty są od wytwarzania a mitochondria od zużywania. Bo najpierw trzeba wyprodukować, żeby to coś zużyć.

Idąc tym tokiem pojmowania fotosyntezy (jako składania małych elementów w duże) nazwijmy elementy początkowe substratami a te już złożone produktami. Jak pewnie zauważyliście przy susbtratach wymieniłam energię, a więc fotosynteza pochłania energię = jest procesem endoenergetycznym (przedrostek endo- zawsze oznacza coś zw. z wnętrzem; tutaj chodzi, że energia jest pobierana, nie uwalniana). Jeśli proces jest endoenergetyczny i ze związków prostych powstają bardziej złożone,to mamy do czynienia z anabolizmem, inaczej syntezą. FotoSYNTEZA, czaimy? :)

Definicja podręcznikowa:
 Jest to anaboliczny proces wiązania energii świetlnej w prostych związkach organicznych (produkt) przy użyciu substratów: dwutlenku węgla i wody.


Jeśli interesuje Cię także temat ATP kliknij >>tutaj<<.