If you're seeing this message, it means we're having trouble loading external resources on our website.

Ако си зад уеб филтър, моля, увери се, че домейните *. kastatic.org и *. kasandbox.org са разрешени.

Основно съдържание
Текущ час:0:00Обща продължителност:9:05

Концептуален преглед на реакциите, зависими от светлина

Видео транскрипция

В предните видеа видяхме, че фотосинтезата може да се раздели на светлозависима (светлинна) фаза и на цикъл на Калвин. В светлозависимите реакции използваме светлина и вода, а водата е източник на електрони. Можем да използваме тези реакции, за да заключим енергия под формата на АТФ и НАДФН, а като страничен продукт получаваме молекулен кислород, който е много важен за дишането. След това АТФ и НАДФН могат да се използват в цикъла на Калвин заедно с въглеродния диоксид, за да се синтезира захар. В това видео ще се фокусираме върху светлозависимите реакции. Как се случва този процес? За да разберем, трябва да погледнем отблизо тилакоидната мембрана. Това тук е тилакоидната мембрана, тя се намира в хлоропласта. Ако увеличим тази мембрана, ще видим, че тя е изградена от двоен фосфолипиден слой, както много от биологичните мембрани. На пръв поглед това може да изглежда като много сложна диаграма и тя наистина е сложна. Често ще виждаш такива диаграми в учебниците по биология. Могат да изглеждат страшни, тези белтъци и молекули, и комплекси имат имена, които звучат много сложно. Но се надявам, че основната идея на процесите, които протича в мембраната ще ти стане ясна. Имаме енергия от светлината, фотони светлина, които директно или индиректно ще възбудят електрони. Тези възбудени електрони ще преминават в по-високо енергетично състояние. Ще се предадат от една молекула на друга и ще достигнат до по-ниско енергетично състояние, което позволява трансферът на електрони да протече спонтанно. Електроните преминават от по-високо към по-ниско енергетично състояние. На електроните им става все по-комфортно и част от енергията им се отделя. Преминаването на електрона от по-високо към по-ниско енергетично състояние се използва за изпомпване на водородни йони през мембраната. От външната страна на мембраната в стромата към вътрешната страна на мембраната, към тилакоидния лумен. Изграждаме водороден йонен концентрационен градиент. Концентрационен градиент. Имаме по-висока концентрация вътре, отколкото отвън. Това само по себе си, този концентрационен градиент може да се използва за производството на АТФ чрез АТФ-синтазата. Тези водородни йони искат да излязат навън. Искат да се придвижат по посока на концентрационния си градиент, затова преминават през АТФ-синтазата. Задвижват този мотор, който може да залепва фосфатни групи за молекули АДФ и да произвежда АТФ. Можем да разглеждаме тази реакция като, създаваща градиент на водородните йони. Можем да кажем Н+ градиент, който след това се използва за производство на АТФ. Електроните преминават от по-високо към по-ниско енергетично състояние, в тази част от светлозависимите реакции. Но това не е единственото нещо, което допринася за създаване на концентрационния градиент. Може да се чудиш как един електрон се възстановява щом бъде отдаден. Нещото, което отдава електрон, нещото което в крайна сметка се възбужда и отдава този електрон е хлорофил P680. P680 - P идва от пигмент, 680 означава 680 нанометра, дължина на вълната на светлината, която той абсорбира най-добре. Щом се възбуди, хлорофилът се означава като P680*, това е означението, когато има възбуден електрон. След като отдаде електрон се превръща в P680+, има положителен заряд. Този вид P680, можем да наричаме P680 плюс или йонен P680. Всъщност това е много силен окислител. Един от най-силните, ако не и най-силният, познат в биологичните системи. Той много обича да приема електрони. И молекулата, която е наоколо, от която може да приеме електрони, е водата. Това е толкова силен окислител, че може да окисли кислорода във водата, както и самия кислород. Все пак окислението е кръстено на кислорода, защото кислородът е много силен окислител, той е много електроотрицателен, обикновено той окислява други неща. Както и да е. P680+ грабва един електрон от водата и водата се разпада, остават кислород и водородни йони. Тези водородни йони също допринасят за увеличаване на концентрацията на водорни йони вътре. Оттук получаваме и страничния продукт - кислород. -- Тук има половин О2, така че ако тази реакция протече два пъти, ще получим молекулен кислород. Дотук обяснихме как се получава кислород и как се произвежда АТФ. А какво се случва с НАДФН? Започнахме процеса във фотосистема II. Може да се чудиш защо се нарича фотосистема II, ако това е мястото, от което започваме? Казва се така, защото хронологично, това е втората фотосистема, която е открита. Може да попиташ какво е фотоситема? Тези фотосистеми и комплекси са комбинации от протеини и молекули. Фотосистемата съдържа хлорофил, вариации на хлорофила и пигментни молекули, които реагират на светлина и чиито електрони лесно могат да се възбудят от светлина. Те могат да пренесат тази енергия до хлорофил P680, чиито електрон ще се възбуди и ще го даде на молекула акцептор. След това електронът може да премине на по-ниско и по-ниско енергетично състояние, при което ще се изпомпват водородни йони. Но това не са всички светлозависими реакции. Този електрон ще стигне до фотосистема I. Защо се нарича фотосистема I? Защото е първата, която е открита. Във фотосистема I има друг вид хлорофил, наречен P700, тъй като абсорбира най-добре светлина с дължина на вълната 700 нанометра. Светлината може директно или индиректно да възбуди електроните му. След това този електрон, преминавайки от една молекула към друга, минава на по-ниско енергетично ниво и може да се използва за редуциране на НАДФ+ до НАДФН. Оттук се появява НАДФН. Щом P700 е отделил електрон, той иска нов електрон и ще го получи от електрона, който е преминавал на по-ниско и по-ниско енергетично ниво, който се е отдалечавал -- от фотосистема II. Затова често може да видиш тези диаграми. Идва светлина, тя възбужда електрон, който тръгва към по-ниски и по-ниски енергетични нива. Той ще се пренася от една молекула към друга, благодарение на ензими. Част от тази енергия ще се използва за трансфер на водорони йони в лумена на тилакоидната мембрана, във вътрешността. След това във фотосистема I се възбужда друг електрон. Фотосистема I е отдала електрон и затова ще грабне този електрон от фотосистема II, който е стигнал до ниско енергетично ниво. Възбуденият електрон, отдаден от фотосистема I също ще бъде предаван от една на друга молекула акцептор, за да предостави енергия за превръщането на НАДФ+ в НАДФН. Цялата идея е концентрацията на водородни йони да се увеличи тук, за да задвижи АТФ-синтазата, която свързва фосфатни групи към АДФ и произвежда АТФ. Имаме и страничен продукт на тези реакции, който е кислород. Ако искаш да видиш същата идея, но само на енергетично ниво, без всичката сложност, внесена от физическите компоненти, можеш да я видиш тук. Имаме енергия, идваща от слънцето, която възбужда електрони. Щом P680 е отдал електрон, той иска друг електрон. Получава го от водата. След това този електрон преминава на по-ниско и по-ниско енергетично ниво. Накрая може да бъде взет от P700, който също е отдал електрон. Бладогарение на светлинна енергия електрон от P700 е възбуден и отдаден, той може да се предаде от една молекула на друга, за да помогне за създаването на НАДФН. Тази част тук, тази фаза, при която електронът минава от високо към ниско енергетично ниво, задвижва изпомпването на водородни протони в тилакоидния лумен.
Съдържанието по Биология достига до теб с подкрепата на Фондация Амген