В этой статье мы поговорим о том, как образуется АТФ во время фотосинтеза.
Процесс фотофосфорилирования происходит в тилакоидных мембранах хлоропластов растительных клеток, где во время фотосинтеза ионы водорода генерируются электронной транспортной системой (ETS), которая работает над преобразованием АДФ и неорганического фосфата в АТФ. Этот процесс преобразует энергию света в химическую энергию для производства АТФ.
Что такое АТФ?
Наблюдения и советы этой статьи мы подготовили на основании опыта команды полной формой АТФ является аденозинтрифосфат, который идентифицируется как молекула, несущая энергию в каждой клетке живых существ. Он высвобождается при распаде CO2 в простую форму сахара, который используется в качестве источника энергии.
Что делает АТФ в фотосинтезе?
При образовании АТФ в процессе фотосинтез, есть два процесса, один циклический, а другой нециклический.
Циклическое фотофосфорилирование:
Это процесс, который используют прокариоты для немедленного получения энергии путем простого преобразования АДФ в АТФ. Он включает только одну фотосистему PSI (P700) и следует нескольким основным шагам, в том числе:
Шаг 1: Поглощение света в PSI (P700): свет поглощается пигментами внутри PSI, чтобы пройти дальше и достичь реакционного центра. Электрон высвобождается для передачи ферредоксину, который является первичным акцептором, который затем передается цитохрому b6f для дальнейшей передачи пластоцианину.
Шаг 2: Синтез АТФ: электрон с более высоким уровнем энергии переносится через электронно-транспортную цепь (ЭТЦ), где он теряет энергию. Высвобождаемая энергия помогает создать градиент, перекачивая ионы Н+ через мембрану. Ионы Н+ проходят через АТФ синтазы при их спуске по градиенту, что вызывает создание АТФ, и этот процесс известен как хемиосмос.
Подробнее о Все ли бактерии фотосинтезируют: почему, какого типа, как и подробные факты
Нециклическое фотофосфорилирование
Это процесс, в котором участвуют две разные фотосистемы, ФС I (Р700) и ФС II (Р680), в которых электроны удаляются из молекулы воды и передаются через обе фотосистемы с образованием НАДФН и АТФ. Основные этапы процесса включают в себя:
Шаг 1: Поглощение света в ФС II (P680): свет поглощается пигментами внутри тилакоидной мембраны и проходит дальше, достигая реакционного центра, где энергия передается на P680, чтобы перевести электрон на более высокий энергетический уровень. Далее через молекулу-акцептор проходит электрон с более высоким энергетическим уровнем, который затем замещается электроном от молекулы воды. Это расщепление молекулы воды называется «фотолизом» для высвобождения кислорода растениями.
Шаг 2: Синтез АТФ: электрон с более высоким уровнем энергии транспортируется через электронно-транспортную цепь (ETC), теряя при этом энергию. Высвобождаемая энергия способствует перекачиванию ионов Н+ из стромы к тилакоидной мембране для создания градиента. Во время прохождения ионов Н+ по градиенту ионы Н+ проходят через АТФ-синтазу, которая стимулирует выработку АТФ, и этот процесс называется хемиосмосом.
Шаг 3: Поглощение света в PSI (P700): электроны из PSII попадают в реакционный центр PSI. Кроме того, когда световая энергия передается пигментами внутри реакционного центра, электроны внутри P700 возбуждаются, образуя более высокие энергетические уровни, которые передаются через молекулу-акцептор. Недостающие электроны внутри PSI заменяются электронами из PSII.
Шаг 4: Формирование НАДФН: эти электроны с более высокими энергетическими уровнями затем переносятся через короткую ветвь ЭТЦ, и в конце цепи НАДФ+ превращается в НАДФН.
Разница между циклическим и нециклическим фотофосфорилированием
| Циклическое фотофосфорилирование | Нециклическое фотофосфорилирование |
| Задействована фотосистема I (P700). | Задействованы фотосистема I (P700) и фотосистема II (P680). |
| Активный реакционный центр: P700 | Активный реакционный центр: P680 |
| Синтезируются только молекулы АТФ, а не НАДФН. | Синтезируются как молекулы АТФ, так и НАДФН. |
| Кислород не производится в качестве побочного продукта. | Кислород образуется как побочный продукт. |
| Фотолиза молекул воды не происходит. | Фотолиз молекул воды является важным этапом. |
| Движение электронов циклично. | Путешествие электронов происходит по нециклической схеме. |
Сколько АТФ образуется при фотосинтезе
Циклическое фотофосфорилирование может происходить в условиях низкой освещенности или при любых особых условиях, таких как накопление увеличенных молекул НАДФН в хлоропластах. Это распространено у прокариот с точки зрения синтеза непосредственной энергии.
Это важный процесс фотосинтеза, так как он обеспечивает образование химической энергии только в виде АТФ. Здесь электроны возбуждаются, чтобы войти только в фотосистему I. Этот процесс приводит к образованию 2 молекул АТФ и никаких молекул НАДФН или кислорода.
При нециклическом фотофосфорилировании инициирование восстанавливаемых электронов осуществляется в процессе фотоокисления молекулы воды. Это важный процесс фотосинтеза, поскольку он обеспечивает образование химической энергии в форме НАДФН и АТФ и высвобождает атмосферный кислород для дыхания других живых существ. Он генерирует образование 1 молекулы АТФ и 2 молекул НАДФН.
