광합성 요구 사항, 메커니즘 및 제품의 광상



그 단계 광합성의 빛 그것은 빛의 존재를 필요로하는 광합성 과정의 일부입니다. 따라서 빛은 빛 에너지의 일부가 화학 에너지로 변환되는 반응을 일으 킵니다..

생화학 반응은 광합성 색소 광에 의해 여기되어 엽록체의 틸라코이드에서 발생합니다. 이 엽록소 있습니다 ~, 엽록소 b 및 카로티노이드.

빛에 의존하는 반응이 발생하려면 몇 가지 요소가 필요합니다. 광원은 가시 스펙트럼 내에서 필요합니다. 마찬가지로, 물의 존재가 필요하다..

광합성의 광 위상은 최종 생성물로서 ATP (아데노신 트리 포스페이트) 및 NADPH (니코틴 아미드 디 뉴클레오티드 인산 아데닌)의 형성이있다. 이러한 분자는 CO를 고정하기위한 에너지 원으로서 사용된다2 어두운 단계에서. 또한,이 단계 (O)가 해제되는 동안2, H 분자의 분해 산물2O.

색인

  • 1 요구 사항
    • 1.1 빛
    • 1.2 안료
  • 2 메커니즘
    • 2.1 - 사진 시스템
    • 2.2 - 열 분해
    • 2.3 - 포스 포릴 화
  • 3 최종 제품
  • 4 참고

요구 사항

광합성에서 빛 의존 반응이 일어나기 위해서는 빛의 특성을 이해할 필요가있다. 마찬가지로, 관련된 안료의 구조를 알아야합니다..

빛

빛에는 물결과 입자 속성이 모두 있습니다. 에너지는 전자기 스펙트럼으로 알려진 다양한 길이의 파도의 형태로 태양으로부터 지구에 도달합니다..

행성에 도달하는 빛의 약 40 %는 가시 광선입니다. 이것은 380-760 nm 사이의 파장입니다. 특징적인 파장을 가진 무지개의 모든 색상을 포함합니다..

보다 효율적인 광합성 파장의 길이는 빨간색 파란색 (380-470 nm의)과 붉은 오렌지색에 보라색이다 (650-780 nm의).

빛에는 입자 속성도 있습니다. 이 입자는 광자라고하며 특정 파장과 관련됩니다. 각 광자의 에너지는 파장에 반비례합니다. 파장이 짧을수록 에너지가 많아집니다..

분자가 광 에너지의 광자를 흡수하면, 그 전자 중 하나가 활성화됩니다. 전자는 원자를 떠날 수 있고 억 셉터 분자에 의해 수용 될 수 있습니다. 이 과정은 광합성의 가벼운 단계에서 발생합니다..

안료

틸라코이드 막 (엽록체 구조)에는 가시 광선을 흡수 할 수있는 몇 가지 안료가 있습니다. 서로 다른 안료가 서로 다른 파장을 흡수합니다. 이 안료는 엽록소, 카로티노이드 및 피코 빌린입니다..

카로티노이드는 식물에 황색과 주황색을줍니다. 피코 빌린은 시아 노 박테리아와 붉은 조류에서 발견됩니다.

엽록소는 주요 광합성 색소로 간주됩니다. 이 분자는 긴 소수성 탄화수소 꼬리를 가지고있어서 틸라코이드 막에 결합되어 있습니다. 또한 마그네슘 원자를 함유 한 포르피린 고리를 가지고있다. 이 반지에서 빛 에너지가 흡수됩니다..

엽록소에는 여러 종류가 있습니다. 엽록소 ~ 그것은 가벼운 반응들에보다 직접 개입하는 안료입니다. 엽록소 b 다른 파장의 빛을 흡수하고이 에너지를 엽록소 ~.

엽록체에서는 엽록소가 약 3 배 더 많습니다 ~ 무슨 엽록소? b.

메커니즘

-포토 시스템즈

엽록소 분자와 다른 색소는 광합성 단위의 틸라코이드 내에 조직되어있다..

각 광합성 단위는 200-300 개의 엽록소 분자 ~, 소량의 엽록소 b, 카로티노이드 및 단백질. 그것은 빛 에너지를 사용하는 사이트 인 반응 센터라고 불리는 영역을 제시합니다.

다른 안료는 안테나 복합체라고합니다. 그들은 반응 중심으로 빛을 포획하고 전달하는 기능을 가지고있다..

광합성 단위에는 photosystems라고하는 두 가지 유형이 있습니다. 그들은 반응 센터가 다른 단백질과 관련되어 있다는 점이 다릅니다. 그들은 그것들의 흡수 스펙트럼에 약간의 변화를 일으킨다..

광계 1에서 엽록소 ~ 반응 중심과 관련하여 700 ㎚의 흡수 피크 (P700). 광계 2에서 680 nm에서 흡수 피크가 발생한다 (P680).

-광분해

이 과정에서 물 분자가 파열됩니다. 광 시스템 II에 참여하십시오. 빛의 광자가 분자 P를 때린다.680 전자를 더 높은 수준의 에너지로 유도한다..

여기 된 전자는 중간 수용체 인 페 오피 틴 (pheophytin) 분자에 의해 수용된다. 이어서, 그들은 틸라코이드 막을 통과하여 플라 스토 퀴논 분자에 의해 수용된다. 전자는 최종적으로 P700 광계 I의.

P에 의해 이동 된 전자들680 그들은 물에서 다른 사람에 의해 대체됩니다. 물 분자를 파괴하기 위해서는 망간 (Z 단백질)을 함유 한 단백질이 필요합니다..

H가 깨지면2또는 두 개의 양성자가 방출됩니다 (H+) 및 산소. 그것은 O 분자를 방출하기 위해 두 개의 물 분자가 절단 될 것을 요구한다2.

-광 인산화

전자 흐름의 방향에 따라 두 종류의 광 인산화가있다..

비 Cyclic 광 인산화

광 시스템 I과 II가 모두 관련되어 있습니다. 전자의 흐름이 한 방향으로 이동하기 때문에 비 주기적이라고 불린다..

엽록소 분자의 여기가 발생하면 전자는 전자 수송 체인을 통해 이동합니다.

그것은 빛의 광자가 분자 P에 흡수 될 때 광계 1에서 시작됩니다700. 여기 된 전자는 철과 황을 함유 한 1 급 수용체 (Fe-S).

다음 그것은 ferredoxin의 분자에 통과합니다. 이어서, 전자는 수송 자 분자 (FAD)로 간다. 이것은 NADP의 분자에 그것을 만든다.+ 그것을 NADPH로 감소시킨다..

광분해에서 광 시스템 II에 의해 생성 된 전자는 P에 의해 전달 된 전자를 대체 할 것이다.700. 이것은 철 (cytochromes)을 함유 한 안료에 의해 형성된 수송 사슬을 통해 일어난다. 또한, 플라 스토시 아닌 (구리를 갖는 단백질)이 관여한다.

이 과정에서 NADPH와 ATP 분자가 생성됩니다. 효소 ATPsintetase는 ATP의 형성에 관여한다..

고리 형 인산화

그것은 광계 I에서만 발생합니다. 반응 중심 P의 분자700 여기 된 전자는 분자 P에 의해 수신된다430.

결과적으로 전자는 두 광 시스템 사이의 수송 체인에 통합됩니다. 이 과정에서 ATP 분자가 생성됩니다. 비 - 사이 클릭 광 인산화와 달리, NADPH는 생성되거나 방출되지 않는다.2.

전자 전달 과정의 끝에서, 그들은 광계 I의 반응 중심으로 되돌아 간다. 그러므로, 이는 주기적 광 인산화라고 불린다..

최종 제품

밝은 단계가 끝나면 O가 풀립니다.2 광분해의 부산물 인 환경으로 이 산소는 대기로 방출되어 호기성 유기체의 호흡에 사용됩니다.  

광 위상의 다른 최종 생성물은 CO의 결정에 참여 NADPH, 조효소 (비 - 효소 단백질의 일부)이다2 캘빈주기 (광합성의 어두운 단계).

ATP는 생명체의 대사 과정에서 필요한 에너지를 얻기 위해 사용되는 핵산입니다. 이것은 포도당의 합성에서 소비됩니다.

참고 문헌

  1. Petroutsos Tokutsu D. R, S 마루야마 S 플로리, 라이너 A, L Magneschi, Cusant L, T 코트 케. MITTAG M, P Hegemann, G 및 J Finazzi Minagaza (2016)는 청색광 감광체 광합성의 피드백 조절을 매개한다. 자연 537 : 563-566.
  2. Salisbury F and Ross C (1994) 식물 생리학. Iberoamerica 편집 그룹. 멕시코, DF. 759 pp.
  3. Solomon E, L Berg and D Martín (1999) Biology. 제 5 판. MGraw - 힐 Interamericana 편집자. 멕시코 시티 1237 pp.
  4. Stearn K (1997) 입문 식물 생물학. WC Brown 발행인. 미국 570 pp.
  5. Yamori W, T 및 Shikanai 마키노 (2015) 엽록체 NADH 탈수소 효소와 같은 생리 학적 역할 착체 통해 광계 I 환상 전자 흐름은 광합성을위한 저조도를 행한다. 자연 과학 보고서 5 : 1-12.