Τι συμβαίνει με το νερό στις αντιδράσεις που εξαρτώνται από το φως;
1. Φωτόλυση:
* ΦΩΤΙΣΤΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ: Η φωτεινή ενέργεια απορροφάται από μόρια χλωροφύλλης στο σύμπλεγμα φωτοσυστήματος II (PSII) εντός της θυλακοειδούς μεμβράνης χλωροπλάνων.
* Διαχωρισμός νερού: Αυτή η ενέργεια διεγείρει τα ηλεκτρόνια μέσα στην χλωροφύλλη, τα οποία στη συνέχεια σπάζουν τους δεσμούς των μορίων νερού (H₂O). Αυτή η διαδικασία ονομάζεται φωτόλυση .
* Προϊόντα: Η φωτόλυση παράγει:
* οξυγόνο (o₂): Ένα άτομο οξυγόνου από κάθε μόριο νερού συνδυάζεται με ένα άλλο για να σχηματίσει μοριακό οξυγόνο, το οποίο απελευθερώνεται ως υποπροϊόν.
* ηλεκτρόνια (e⁻): Αυτά τα ενεργοποιημένα ηλεκτρόνια περνούν κατά μήκος της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων.
* Ιόντα υδρογόνου (H⁺): Αυτά τα πρωτόνια (H⁺) απελευθερώνονται στον θυλακοειδές αυλό, συμβάλλοντας στην κλίση πρωτονίων.
2. Αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων:
* Μεταφορά ενέργειας: Τα ενεργοποιημένα ηλεκτρόνια από τη φωτόλυση του νερού κινούνται μέσω της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων, απελευθερώνοντας ενέργεια καθώς ταξιδεύουν.
* Αντλία πρωτονίων: Αυτή η ενέργεια χρησιμοποιείται για την αντλία πρωτονίων (H⁺) από το στρώμα στον θυλακοειδές αυλό, αυξάνοντας περαιτέρω την κλίση πρωτονίων.
3. Σύνθεση ATP:
* βαθμίδα πρωτονίων: Η διαφορά στη συγκέντρωση πρωτονίων μεταξύ του αυλού και του στρώματος δημιουργεί μια πιθανή κλίση ενέργειας.
* συνθετάση ATP: Αυτή η κλίση οδηγεί τη συνθετάση ΑΤΡ, μια πρωτεΐνη ενσωματωμένη στην μεμβράνη θυλακοειδούς.
* Παραγωγή ATP: Η συνθετάση ΑΤΡ χρησιμοποιεί την ενέργεια από την κλίση πρωτονίων για να συνθέσει ΑΤΡ (τριφωσφορική αδενοσίνη), το ενεργειακό νόμισμα του κυττάρου.
Συνοπτικά:
Το νερό είναι κρίσιμο για τις εξαρτώμενες από το φως αντιδράσεις της φωτοσύνθεσης επειδή:
* Παρέχει τα ηλεκτρόνια που απαιτούνται για την τροφοδοσία της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων.
* Το διαχωρισμό του απελευθερώνει οξυγόνο ως υποπροϊόν.
* Τα πρωτόνια που απελευθερώνονται από το νερό συμβάλλουν στην κλίση των πρωτονίων που οδηγεί στη σύνθεση ΑΤΡ.
