Fotosinteza 2

Question 1

Pojasni razliko med cikličnim in necikličnim e- transportom in fosforilacijo. Kateri produkti nastanejo pri vsakem od njih in kako so ti produkti pomembni za Calvinov cikel?

Answer 1

Neciklični transport: vključuje oba fotosistema, nastajajo NADPH, ATP in kisik- elektroni se iz PS2 preko vmesnih prenašalcev prenesejo do PS1, pri tem se črpajo protoni v tilakoidni lumen. Iz PS1 se elektroni prenesejo na feredoksin-NADP+ reduktazo, kjer se uporabijo za redukcijo NADP+-
Ciklični transport: samo PS1, proizvaja samo ATP. Elektroni iz PS1 se prenesejo na feredoksin, od tam namesto na NADP+ potujejo do citokroma b6f preko plastokinona, kjer njihov prenos do plastocianina omogoča črpanje elektronov v tilakoidni lumen. Iz plastocianina se elektoni vrnejo v PS1 kjer se cikel lahko ponovno začne.
NADP je reducirno sredstvo, ki priskrbi enegrijo in vodikove atome za redukcijo 3-fosfoglicerata v 3-fosfogliceraldehid v Calvinovem ciklu
ATP zagotavlja energijo za različne reakcije v Calvinovem ciklu, vključno z regeneracijo RuBP.

Question 2

Pojasni kako poteka fotolitska oksidacija vode do kisika, kjer je mesto reakcije

Answer 2

Poteka v PS2 v encimskem kompleksu S z 4 Mn atomi.
Med reakcijo so odstranjeni 4e- iz dveh vodnih molekul, pri tem nastane ena molekula kisika in štirje protoni.
Redukcija poteka po fazah, pri čemer se elektroni iz vode drug za drugim prenašajo na proteinski kompleks, pri čemer se mangan stopenjsko oksidira. Za vsako stopnjo je potrebna absorpcija fotona, ki v reakcijskem centru najprej generira nastanek močnega reducenta- ko ta odda elektron postane močan oksidant, sposoben oksidacije vode.

Question 3

Pojasnite kako poteka fotoelektronski transport-fotofosforiliranje od svetlobe odvisen nastanek ATP.

Answer 3

Vzbujeni P680 odda elektrone in sodeluje pri fotolizi vode.
Pri fotolizi vode se sproščajo elektroni, protoni in kisik.
Elektroni iz PS2 potujejo skozi citokrom b6f, kjer se črpajo protoni v tilakoidni lumen.
Elektroni se prenesejo do PS1, kjer se ponovno vzbudijo in oddajo feredoksinu in nadaljno NADP+, ki se reducira v NADPH
Med prenosom elektronov se ustvarja protonoski gradient(višja koncentracija v tilakoidnem lumnu kot v stromi)- k temu prispeva tudi fotoliza vode.
Gradient povzroča tok protonov skozi ATP sintazo, ki izkorišča to energijo za sintezo ATP.

Question 4

Pojasni kako poteka fotofosforiliranje(ključni encimi, zgradba, lega, delovanje)

Answer 4

ATP sintaza- iz dveh glavnih delov F1 in F0. F1 je iz več podenot, beta podenote vsebujejo aktivna mesta za sintezo ATP. F0 je vgrajena v tilakoidno membrano in vsebuje protonski kanal- podenote a ,b in c- c podenote tvorijo obroč, ki se vrti med transportom protonov.
Protonski gradient nastane med fotoelktronskim transportom-večja koncentracija protonov v tilakoidnem lumnu kot stromi.
Zaradi gradienta protoni prehajajo skozi F0 enoto ATP-sintaze in povzročijo vrtenje c-podenot. To povzroča vrtenje gama podenote F1, kar povzroči konformacijske spremembe v beta podenotah-tri glavne konformacijske faze-vezava ADP in P, sintaza ATP in sprostitev ATP

Question 5

Kakšne so kvantne potrebe za vezavo ene molekule CO2(koliko fotonov, ATP in NADPH)

Answer 5

8-12 fotonov
3molekule ATP
2molekuli NADPH