Ποιοι ρόλοι παίζουν τα ηλεκτρόνια και τα ιόντα υδρογόνου στην αντίδραση της φωτοσύνθεσης που εξαρτάται από το φως;

Τα ηλεκτρόνια και τα ιόντα υδρογόνου διαδραματίζουν κρίσιμους ρόλους στις εξαρτώμενες από το φως αντιδράσεις της φωτοσύνθεσης, οι οποίες εμφανίζονται στην θυλακοειδές μεμβράνη χλωροπλαστών.

Ακολουθεί μια ανάλυση των λειτουργιών τους:

ηλεκτρόνια:

* Πηγή: Τα ηλεκτρόνια εκχυλίζονται αρχικά από μόρια νερού κατά τη διάρκεια της φωτόλυσης, μια διαδικασία που οδηγείται από την φωτεινή ενέργεια που απορροφάται από τη χλωροφύλλη.

* Ηλεκτρονική αλυσίδα μεταφοράς: Αυτά τα ηλεκτρόνια περνούν κατά μήκος μιας σειράς μεταφορέων ηλεκτρονίων ενσωματωμένων στη μεμβράνη θυλακοειδούς. Αυτή η αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων απελευθερώνει ενέργεια, η οποία χρησιμοποιείται για την αντλία ιόντων υδρογόνου (Η+) από το στρώμα (ο χώρος έξω από τα θυλακοειδή) στον θυλακοειδές αυλό (ο χώρος μέσα στα θυλακοειδή).

* Παραγωγή ενέργειας: Η κίνηση των ηλεκτρονίων μέσω της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων οδηγεί τελικά στην παραγωγή ΑΤΡ (τριφωσφορική αδενοσίνη), το ενεργειακό νόμισμα των κυττάρων.

* Παραγωγή NADPH: Στο τέλος της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων, τα ηλεκτρόνια χρησιμοποιούνται για τη μείωση του NADP+ σε NADPH. Το NADPH είναι ένας αναγωγικός παράγοντας που μεταφέρει ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας στον κύκλο Calvin.

ιόντα υδρογόνου (Η+):

* βαθμίδα πρωτονίων: Η άντληση ιόντων Η+ στον θυλακοειδές αυλό δημιουργεί μια κλίση πρωτονίων, που σημαίνει ότι υπάρχει υψηλότερη συγκέντρωση Η+ μέσα στον αυλό από ό, τι στο στρώμα.

* Σύνθεση ATP: Αυτή η κλίση πρωτονίων παρέχει πιθανή ενέργεια. Η ενέργεια απελευθερώνεται καθώς τα ιόντα Η+ ρέει πίσω από την θυλακοειδές μεμβράνη μέσω της συνθετάσης ΑΤΡ, ενός ενζύμου που χρησιμοποιεί αυτή την ενέργεια για να συνθέσει ΑΤΡ.

* βαθμίδα pH: Η κίνηση των ιόντων Η+ δημιουργεί επίσης μια βαθμίδα ρΗ, με τον αυλό να γίνεται πιο όξινο (χαμηλότερο ρΗ) και το στρώμα να γίνεται πιο αλκαλικό (υψηλότερο ρΗ).

Περίληψη:

Στην ουσία, τα ηλεκτρόνια και τα ιόντα υδρογόνου συνεργάζονται με πολύπλοκο και διασυνδεδεμένο τρόπο για να οδηγήσουν τις αντιδράσεις που εξαρτώνται από το φως της φωτοσύνθεσης:

* ΦΩΤΙΣΤΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ χρησιμοποιείται για τη διάσπαση νερού και την απελευθέρωση ηλεκτρόνων.

* ηλεκτρόνια περνούν κατά μήκος μιας αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων, απελευθερώνοντας ενέργεια για να αντλούν ιόντα υδρογόνου .

* ιόντα υδρογόνου Δημιουργήστε μια κλίση που οδηγεί τη σύνθεση ΑΤΡ.

* ηλεκτρόνια χρησιμοποιούνται για τη μείωση του NADP+ σε NADPH.

Τα προϊόντα αυτών των αντιδράσεων, ATP και NADPH, χρησιμοποιούνται στη συνέχεια στις ανεξάρτητες από το φως αντιδράσεις (κύκλος Calvin) για τη μετατροπή του διοξειδίου του άνθρακα σε σάκχαρα.