Gaismas atkarīgās elektronu transporta ķēdes: elektronu transports hloroplastos

1. Gaismas atkarīgās elektronu transporta ķēdes:elektronu transports hloroplastos Elektronu transports hloroplastu tilakoīdos noris pretēji red-ox potenciāla gradientam: no ūdens uz NADP+. Tam nepieciešama gaismas kvantu enerģija.

4. Hilla reakcija (1937. g.): lapu ekstraktam, kas satur hloroplastus, pievienojot sintētisku elektronu akceptoru dihlorfenolindofenolu, un suspensiju apgaismojot, novēro skābekļa izdalīšanos un elektronu akceptora reducēšanos. Reakcijai nav nepieciešama CO2 klātbūtne. Tas parādīja, ka gaismas absorbcija ir tieši saistīta ar elektronu pārnesi no ūdens uz elektronu akceptoru: H2O + el. akceptors -----> O2 + reducēts el. akceptors

5. Dabiskais elektronu akceptors fotosintēzē ir NADP+ Tilakoīdos gaismā veidojas ATP un NADPH, kuri tiek izmantoti CO2 asimilācijā stromā - reakcijās, kas tiešā veidā nav atkarīgas no gaismas Stromas pasārmināšanās un magnija jonu transports no tilakoīdiem kalpo kā aktivējošs signāls stromā esošajiem enzīmiem, kas liecina, ka ir pieejama enerģija CO2 asimilācijai

7. piektais cikls, kāda nav hemos Hlorofīli ir cikliski tetrapiroli ar Mg2+ centrā Pateicoties konjugēto dubultsaišu sistēmai, hlorofils labi absorbē gaismu zilajā un sarkanajā diapazonā Hlorofīlu paveidi savstarpēji atšķiras ar aizvietotājgrupām pie tetrapirola gredzena

8. a un b hlorofiliem atšķiras gaismas absorbcijas spektri

9. Fikobilīni – lineāri tetrapiroli bez magnija jona, kuri kalpo par gaismas uztveršanas pigmentiem ūdenī dzīvojošajiem fotosintezējošajiem organismiem: cianobaktērijām un sārtaļģēm

10. sarkani oranžs Bez hlorofiliem tilakoīdu membrānas papildus satur karotenoīdus, kuri paplašina uztveramās gaismas viļņu garumu diapazonu dzeltens

12. Fotosintēzes darbības spektrs: parāda fotosintēzes procesa efektivitātes atkarību no viļņa garuma. (a) Engelmana eksperiments 1882. g.: aļģes filaments novietots uz priekšmetstikliņa un apgaismots ar gaismu, kas ar prizmu sadalīta spektrā; punktiņi – baktērijas, kuras migrē uz rajoniem ar paaugstinātu skābekļa koncentrāciju (b) līdzīgs ekspeiments, kurā skābekļa izdalīšanās mērīta ar elektrodu

13. Hlorofils un karotenoīdi ir organizēti fotosistēmās, kur fotoķīmiskās reakcijas centru aptver daudzas antenu molekulas Tikai fotoķīmiskajā reakcijas centrā gaismas enerģija tiek izmantota lai iniciētu elektronu transportu Zaļajiem augiem ir divu veidu fotosistēmas: PS II un PS I

14. Fotosintētiskais elektronu transports iespējams tikai, ja hlorofils integrēts fotosistēmā

15. Fotosistēmā integrēts hlorofīls, absorbējot gaismas kvantu, kļūst par spēcīgu reducētāju Atdodot elektronu, hlorofils kļūst par spēcīgu oksidētāju Pateicoties šādai no gaismas enerģijas atkarīgai hlorofila red-oks īpašību maiņai, fotosintētiskajās elektronu transporta ķēdēs iespējama elektronu pārnese no donora ar augstāku (pozitīvāku) standarta red-oks potenciāluuz akceptoru ar zemāku (negatīvāku) standarta red-oks potenciālu

16. II fotosistēmas reakcijas centrs;PQ - plastohinons Pheo – feofitīns, jeb hlorofils bez magnija jona

17. Tirozīna radikālis papildina ar trūkstošajiem elektroniem II fotosistēmas reakcijas centru, ņemot tos no ūdeni-šķeļošā kompleksa jeb Mn4Ca klastera. Kad pēc četru elektronu atņemšanas klastera lādiņš sasniedz +4, tas spēj atņemt elektronus divām saistītajām ūdens molekulām, atbrīvojot skābekļa molekulu un 4 protonus, kuri nonāk tilakoīda lūmenā.

19. bf6 komplekss – mitohondriju bc1 jeb III kompleksa analogs

20. I fotosistēmas reakcijas centrs ar antenu sistēmu; Qk – fillohinons; F – FeS klasterus saturoši proteīni

21. Z – shēma un cikliskais elektronu transports