Ποιος είναι ο ρόλος της αντίδρασης οξειδοαναγωγής στη φωτοσύνθεση;

Οι αντιδράσεις οξειδοαναγωγής είναι απολύτως κεντρικές στη φωτοσύνθεση. Δείτε πώς διαδραματίζουν έναν κρίσιμο ρόλο:

1. Αντιδράσεις που εξαρτώνται από το φως:

* PhotoSSTEM II: Η φωτεινή ενέργεια συλλαμβάνεται από τη χλωροφύλλη, προκαλώντας ενθουσιασμό ηλεκτρόνων και πηδούν σε υψηλότερο επίπεδο ενέργειας. Αυτά τα διεγερμένα ηλεκτρόνια μεταφέρονται στη συνέχεια κατά μήκος μιας αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων. Αυτή η διαδικασία είναι μια οξείδωση , καθώς το μόριο χλωροφύλλης χάνει ηλεκτρόνια.

* Ηλεκτρονική αλυσίδα μεταφοράς: Τα ηλεκτρόνια ταξιδεύουν σε μια σειρά συμπλεγμάτων πρωτεϊνών, χάνοντας ενέργεια στην πορεία. Αυτή η ενέργεια χρησιμοποιείται για την αντλία πρωτονίων (Η+) σε όλη τη μεμβράνη θυλακοειδούς, δημιουργώντας μια κλίση πρωτονίων.

* Φωτογραφία i: Τα ηλεκτρόνια από την αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων μεταφέρονται στο PhotoSystem I, όπου επαναλαμβάνονται από το φως. Αυτά τα ενεργοποιημένα ηλεκτρόνια χρησιμοποιούνται στη συνέχεια για τη μείωση του NADP+ σε NADPH. Αυτή είναι μια μείωση , καθώς το NADP+ κερδίζει ηλεκτρόνια.

* Διαχωρισμός νερού: Για να αντικατασταθούν τα ηλεκτρόνια που χάνονται από το φωτοστέστημα II, τα μόρια νερού χωρίζονται. Αυτή η διαδικασία απελευθερώνει οξυγόνο ως υποπροϊόν, μαζί με πρωτόνια (Η+). Αυτό είναι επίσης μια οξείδωση , καθώς το νερό χάνει ηλεκτρόνια.

2. Ανεξάρτητες από το φως αντιδράσεις (κύκλος Calvin):

* Στερεά άνθρακα: Το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) από την ατμόσφαιρα ενσωματώνεται σε ένα οργανικό μόριο (RUBP) χρησιμοποιώντας το ένζυμο rubisco.

* Μείωση: Τα πρόσφατα σχηματισμένα μόρια μειώνονται χρησιμοποιώντας NADPH, το οποίο λειτουργεί ως δότος ηλεκτρονίων. Αυτή είναι μια άλλη μείωση αντίδραση.

* αναγέννηση: Τα μόρια στη συνέχεια αναδιαμορφώνονται και χρησιμοποιούνται για την αναγέννηση του RUBP, επιτρέποντας στον κύκλο να συνεχιστεί.

Συνολικά:

* Η φωτοσύνθεση είναι μια διαδικασία μείωσης-οξείδωσης (οξειδοαναγωγή) . Η φωτεινή ενέργεια χρησιμοποιείται για την οδήγηση ηλεκτρόνων από μόρια νερού (οξειδωμένα) σε NADP+ (μειωμένη).

* Η μειωμένη ισχύς του NADPH χρησιμοποιείται στη συνέχεια στον κύκλο Calvin για να μειώσει το διοξείδιο του άνθρακα σε σάκχαρα, αποθηκεύοντας ενέργεια σε χημικούς δεσμούς.

Συνοπτικά, οι αντιδράσεις οξειδοαναγωγής είναι η ραχοκοκαλιά της φωτοσύνθεσης, επιτρέποντας τη μετατροπή της φωτεινής ενέργειας σε χημική ενέργεια με τη μορφή σακχάρων.