Ποια είναι η σειρά των αντιδράσεων που λαμβάνουν ανόργανα μόρια και ελαφριά ενέργεια για να δημιουργήσουν γλυκόζη;
1. Αντιδράσεις που εξαρτώνται από το φως:
* Τοποθεσία: Θυλακοειδείς μεμβράνες χλωροπλαστών.
* εισόδους: Ηλιακό φως, νερό (h₂o)
* Έξοδοι: ATP (Carrier Energy), NADPH (παράγοντας αναγωγής), οξυγόνο (O₂) ως υποπροϊόν.
βήματα:
* Φωτογραφικό σύστημα II (PSII): Η φωτεινή ενέργεια διεγείρει τα ηλεκτρόνια στη χλωροφύλλη, προκαλώντας τους να μετακινηθούν σε υψηλότερο επίπεδο ενέργειας. Αυτά τα διεγερμένα ηλεκτρόνια χρησιμοποιούνται για τη διάσπαση μορίων νερού, την απελευθέρωση ιόντων οξυγόνου και υδρογόνου (H⁺).
* Ηλεκτρονική αλυσίδα μεταφοράς: Τα διεγερμένα ηλεκτρόνια ταξιδεύουν μέσω μιας σειράς συμπλεγμάτων πρωτεϊνών, απελευθερώνοντας ενέργεια που χρησιμοποιείται για την αντλία ιόντων Η στον θυλακοειδές αυλό. Αυτό δημιουργεί μια κλίση συγκέντρωσης.
* Φωτογραφία i (psi): Η φωτεινή ενέργεια ενθουσιάζει και πάλι τα ηλεκτρόνια στη χλωροφύλλη, ενισχύοντας τα σε ακόμη υψηλότερο επίπεδο ενέργειας. Αυτά τα ηλεκτρόνια μεταφέρονται στο NADP⁺, το οποίο παίρνει ένα ιόν υδρογόνου για να γίνει NADPH.
* συνθετάση ATP: Η κλίση συγκέντρωσης των ιόντων Η ίδων κατά μήκος της μεμβράνης του θυλακοειδούς οδηγεί τη συνθετάση ΑΤΡ, ένα σύμπλοκο πρωτεΐνης που χρησιμοποιεί αυτή την ενέργεια για να παράγει ΑΤΡ από ADP και ανόργανο φωσφορικό.
2. Ανεξάρτητες από το φως αντιδράσεις (κύκλος Calvin):
* Τοποθεσία: Στρώμα χλωροπλαστών.
* εισόδους: Co₂, ATP, NADPH
* Έξοδοι: Γλυκόζη (C₆H₁₂O₆), ADP, NADP⁺
βήματα:
* Στερεά άνθρακα: Το CO₂ από την ατμόσφαιρα ενσωματώνεται σε ένα μόριο 5 άνθρακα που ονομάζεται RUBP (διφωσφορική ριβουλόζη). Αυτή η αντίδραση καταλύεται από το ένζυμο Rubisco.
* Μείωση: Το προκύπτον μόριο 6 άνθρακα χωρίζεται γρήγορα σε δύο μόρια 3 άνθρακα που ονομάζονται 3-PGA. Το ATP και το NADPH χρησιμοποιούνται για τη μείωση του 3-PGA σε G3P (glyceraldehyde-3-φωσφορική), ένα μόριο ζάχαρης.
* αναγέννηση: Το μεγαλύτερο μέρος του G3P χρησιμοποιείται για την αναγέννηση του RUBP, το οποίο στη συνέχεια μπορεί να συμμετάσχει σε έναν άλλο κύκλο σταθεροποίησης άνθρακα. Ορισμένα μόρια G3P χρησιμοποιούνται για τη σύνθεση γλυκόζης και άλλων οργανικών ενώσεων.
Συνολικά, η φωτοσύνθεση μπορεί να συνοψιστεί ως:
* 6co₂ + 6h₂o + φωτεινή ενέργεια → C₆H₁₂O₆ + 6O₂
Αυτό σημαίνει ότι έξι μόρια διοξειδίου του άνθρακα και έξι μόρια νερού χρησιμοποιούνται παρουσία φωτεινής ενέργειας για να παράγουν ένα μόριο γλυκόζης και έξι μόρια οξυγόνου.
Σημείωση: Η φωτοσύνθεση είναι μια πολύπλοκη διαδικασία με πολλά ενδιάμεσα βήματα. Η λεπτομερής εξήγηση παραπάνω παρέχει μια απλοποιημένη επισκόπηση των βασικών αντιδράσεων.
