Informatie

Waar komen de H+-ionen vandaan in lichtreacties?


In de lichtafhankelijke reacties van fotosynthese, H+ ionen gaan naar de thylakoïde ruimte. Waar komen deze protonen vandaan?


De fotolyse van water is gekoppeld aan de reductie van plastaquinon (Q) in fotosysteem II (PSII) zoals samengevat in dit diagram, aangepast van Berg et al.:

De totale reactie (die in evenwicht is) is:

2 H2O + 2 Q + 4 H+ = O2 + 2 QH2 + 4 H+

Maar de 4 H+ aan beide kanten van de vergelijking zijn niet hetzelfde. De vorming van de waterstofionen in het thylakoïde lumen is gekoppeld aan de opname van waterstofionen uit het stroma wanneer het plastochinon wordt gereduceerd. Dit wordt mogelijk gemaakt door de membraanopstelling van de componenten van fotosysteem II. Daarom wordt een elektrochemische gradiënt tot stand gebracht die kan worden gebruikt voor het genereren van de ATP die nodig is voor fotosynthese.


Waar komen de H+-ionen vandaan in lichtreacties? - Biologie

Het algemene doel van de lichtafhankelijke reacties is om lichtenergie om te zetten in chemische energie. Deze chemische energie zal door de Calvin-cyclus worden gebruikt om de assemblage van suikermoleculen van brandstof te voorzien.

De lichtafhankelijke reacties beginnen in een groep pigmentmoleculen en eiwitten die een fotosysteem wordt genoemd. Fotosystemen bestaan ​​in de membranen van thylakoïden. Een pigmentmolecuul in het fotosysteem absorbeert één foton, een hoeveelheid of "pakket" lichtenergie, per keer.

Een foton van lichtenergie reist totdat het een pigmentmolecuul bereikt, zoals chlorofyl. Het foton zorgt ervoor dat een elektron in het chlorofyl "opgewonden" wordt. De energie die aan het elektron wordt gegeven, gaat vervolgens van het ene pigmentmolecuul naar het andere totdat het een paar chlorofyl bereikt een moleculen die het reactiecentrum worden genoemd. Deze energie prikkelt vervolgens een elektron in het reactiecentrum waardoor het losbreekt en wordt doorgegeven aan de primaire elektronenacceptor. Het reactiecentrum zou daarom een ​​elektron "doneren" aan de primaire elektronenacceptor (Figuur 1).

Figuur 1. Lichtenergie wordt geabsorbeerd door een chlorofylmolecuul en het foton wordt langs een pad naar andere chlorofylmoleculen geleid. De energie culmineert in een molecuul chlorofyl dat in het reactiecentrum wordt gevonden. De energie "prikkelt" een van zijn elektronen voldoende om het molecuul te verlaten en te worden overgebracht naar een nabijgelegen primaire elektronenacceptor. Een watermolecuul splitst zich om een ​​elektron vrij te maken, dat nodig is om het gedoneerde elektron te vervangen. Zuurstof- en waterstofionen worden ook gevormd door de splitsing van water.

Om het elektron in het reactiecentrum te vervangen, wordt een watermolecuul gesplitst. Bij deze splitsing komt een elektron vrij en ontstaat zuurstof (O2) en waterstofionen (H + ) in de thylakoïde ruimte. Technisch gezien maakt elke breuk van een watermolecuul een elektronenpaar vrij en kan daarom twee gedoneerde elektronen vervangen.

Door het vervangen van het elektron kan het reactiecentrum reageren op een ander foton. De zuurstofmoleculen die als bijproducten ontstaan, vinden hun weg naar de omgeving. De waterstofionen spelen een cruciale rol in de rest van de lichtafhankelijke reacties.

Houd er rekening mee dat het doel van de lichtafhankelijke reacties is om zonne-energie om te zetten in chemische dragers die in de Calvin-cyclus zullen worden gebruikt. In eukaryoten bestaan ​​​​twee fotosystemen, de eerste wordt fotosysteem II genoemd, die is genoemd naar de volgorde van ontdekking in plaats van naar de volgorde van functie.

Nadat het foton is geraakt, brengt fotosysteem II het vrije elektron over naar het eerste in een reeks eiwitten in het thylakoïde membraan, de elektronentransportketen. Terwijl het elektron langs deze eiwitten gaat, drijft energie van het elektron membraanpompen aan die actief waterstofionen tegen hun concentratiegradiënt van het stroma naar de thylakoïde ruimte verplaatsen. Dit is vrij analoog aan het proces dat plaatsvindt in het mitochondrion, waarbij een elektronentransportketen waterstofionen van het mitochondriale stroma over het binnenmembraan en in de intermembraanruimte pompt, waardoor een elektrochemische gradiënt ontstaat. Nadat de energie is gebruikt, wordt het elektron geaccepteerd door een pigmentmolecuul in het volgende fotosysteem, dat fotosysteem I wordt genoemd (Figuur 2).

Figuur 2. Vanuit fotosysteem II reist het aangeslagen elektron langs een reeks eiwitten. Dit elektronentransportsysteem gebruikt de energie van het elektron om waterstofionen naar het binnenste van de thylakoïde te pompen. Een pigmentmolecuul in fotosysteem I accepteert het elektron.


Waar komen de H+-ionen vandaan in lichtreacties? - Biologie

Maat voor waterstofionen (H+) in oplossing: Hoe meer waterstofionen (H+) er zijn, hoe zuurder een oplossing is.

Waar komen waterstofionen (H+) vandaan? Nou, het is eigenlijk allemaal onderdeel van water.

  • Water (H2O) splitst zich in waterstofionen (H+) en hydroxylionen (OH-).
  • Wanneer er gelijke delen waterstofionen (H+) en hydroxylionen (OH-) zijn, wat leidt tot een verhouding van 1:1, is de pH neutraal (7).

Soms zijn er andere chemicaliën aanwezig die door water worden opgelost. De resulterende stukjes kunnen een waterstofion (H+) of hydroxylion (OH-) bevatten. Hierdoor verandert de pH.

Zuren voegen waterstofionen (H+) toe aan oplossingen.

  • Zoutzuur (HCl) splitst zich in waterstofionen (H+) en chloride-ionen (Cl-).
  • Extra H+ betekent zuuroplossing (geen gelijke delen meer).
  • de 1:1 verhouding is veranderd, nu er te veel H+ is, wordt het zuur.

Basen voegen hydroxylion (OH-) toe aan oplossingen.

  • Natriumhydroxideoplossing (NaOH) splitst zich in natrium (Na+) en hydroxylionen (OH-).
  • Extra Hydroxyl Ionen (OH-) shift ratio (minder vrije H+ dan normaal).
  • de 1:1 verhouding is veranderd, nu zijn er te weinig waterstof (H+) en zijn er "extra" OH- ionen.
  • De oplossing wordt basisch.

Alles wat te zuur of te basisch is, zal de organische stof afbreken. Weefsels worden vernietigd, cellen sterven af ​​of functioneren in ieder geval niet goed.


De lichtafhankelijke reacties van fotosynthese

Er zijn er twee fotosystemen bestaande uit chlorofyl en bijbehorende moleculen.

De eerste in de keten - fotosysteem II - absorbeert licht het beste bij een golflengte van 680 nm en wordt P680 genoemd (ook wel P690 genoemd).

Het tweede - fotosysteem I - absorbeert licht het best bij een golflengte van 700 nm en wordt daarom P700 genoemd. [Nummers II en I verwijzen naar de volgorde van ontdekking, niet naar de positie in de keten.]

Een aantal chlorofylmoleculen vormen een "antennecomplex" dat lichtenergie van fotonen absorbeert en deze energie doorgeeft aan een reactiecentrum.

Dit elektronenverlies wordt terugbetaald door elektronen die tijdens het proces van fotolyse.

Fotolyse is het splitsen van water door licht – de basis voor niet-cyclische fotofosforylering.

Dit vereist een continue aanvoer van water als grondstof voor het proces.

De zuurstof evoluerend complex (onderdeel van fotosysteem II) is in feite een enzym dat de oxidatie van water uitvoert. Het bevat 4 mangaanionen en 1 calciumion als cofactoren, die door 4 oxidatie-reductietoestanden gaan.

De fotolysereactie kan als volgt worden geschreven:

Zuurstof komt vrij als bijproduct.

Waterstofionen (H+, protonen) komen vrij in het lumen van de thylakoïde.

Deze ATP wordt gebruikt in de lichtonafhankelijke stadia van fotosynthese.

Nadat de P700 nog een foton heeft ontvangen, krijgen de elektronen een tweede excitatie - waardoor ze naar een hoger energieniveau worden gebracht dan voorheen - en worden ze doorgegeven aan een andere set elektronenacceptoren/-dragers.

Aan het einde van deze keten worden de elektronen doorgegeven aan NADP, dat zowel als elektronenacceptor als waterstofionenacceptor fungeert. Dit resulteert in de productie van gereduceerd NADP, dat wordt gebruikt in de lichtonafhankelijke stadia van fotosynthese.


Waar komen de waterstofionen voor de fotosystemen van de lichtafhankelijke reacties vandaan?

Toelichting: eerste eiwitcomplex van de lichtafhankelijke reacties, dat zich in het thylakoïde membraan bevindt, en de elektronentransportketen speelt ook een rol, maar vermeldt dat niet.

het zou Briana moeten zijn die het voor mij heeft

fotosysteem 2, fotosysteem 1, waterstof pompen. en het maken van NADPH

Het juiste antwoord op de Briana-vraag is optie A, een golvende pijl die Fotosysteem I laat zien.

Uitleg:Fotosysteem II is een lichtafhankelijk systeem, dat lichtenergie absorbeert en elektronen en waterstof- en zuurstofionen genereert door de afbraak van watermoleculen. Terwijl deze elektronen de input zijn voor fotosysteem I, dat een lichtonafhankelijk systeem is. NADP+ ontvangt elektronen en waterstofionen aan het einde van fotosysteem I, niet aan het einde van fotosysteem II.

Watermoleculen worden afgebroken tot H+-ionen, elektronen en zuurstofmoleculen. De watermoleculen leveren de H+ ionen en elektronen die worden gebruikt in de lichtafhankelijke reacties.

Watermoleculen worden afgebroken tot H+-ionen, elektronen en zuurstofmoleculen. De watermoleculen leveren de H+ ionen en elektronen die worden gebruikt in de lichtafhankelijke reacties.

Watermoleculen worden afgebroken tot H+-ionen, elektronen en zuurstofmoleculen. De watermoleculen leveren de H+ ionen en elektronen die worden gebruikt in de lichtafhankelijke reacties. Dit antwoord vond ik op internet. Ik hoop dat dit antwoord nuttig is.


Fotosynthese

fotosynthese medium voor omzetting van lichtenergie in chemische energie.

Uitleg:

Fotosynthese is vereist voor de omzetting van lichtenergie door lichtreactie of hill's reactie gevolgd door donkerreactie. fotosynthese levert de middelen die nodig zijn voor de vorming van een energie-eenheid, d.w.z. glucose of andere suikers. het is zoals het vorige antwoord vermeldde, het is de chloroplast die het voedsel opslaat voor later gebruik.

dit opgeslagen voedsel wordt ook met floëem naar de plant getransporteerd. (floëem transport)

Iedereen is welkom om mij te corrigeren
Cheerio!

Omdat het het deel is waar glucose wordt geproduceerd. Het lichtafhankelijke deel heeft de functie om de lichtenergie van de zon te fixeren in de vorm van een ATP-molecuul. Dit ATP zal in het lichtonafhankelijke deel worden gebruikt om de hoge energiebindingen in het glucosemolecuul te maken.

Licht levert energie voor de synthese van glucose uit koolstofdioxide en water tijdens fotosynthese.

Fotosynthese is een fotochemische reactie met 2 hoofdstappen, namelijk de lichtreactie of Hill's reactie en donkere reactie of Blackmann's reactie.

Lichtreactie vindt plaats in aanwezigheid van licht. Donkere reactie kan optreden in afwezigheid van licht, maar is afhankelijk van het eindproduct van de lichtreactie. De lichtreactie moet dus voorafgaan aan de donkere reactie.

Tijdens de lichtreactie vangt het chlorofyl licht op en wordt de zonne-energie omgezet in chemische energie in de vorm van ATP-moleculen. Dit kan gebeuren omdat er lichtenergie wordt gebruikt om water te splitsen. De producten van deze reactie zijn zuurstof (ja voor ons heterotrofen!) en waterstofionen. De waterstofionen worden gebruikt om het eerder genoemde ATP te maken.

Hier is een video die de vorming van zuurstof in de lichtreactie laat zien.

Video van: Noel Pauller

ATP-moleculen leveren energie voor de synthetische reacties tijdens de donkere reactie van fotosynthese en worden omgezet in ADP-moleculen.

ADP-moleculen die dus tijdens de donkere reactie worden gevormd, worden tijdens de lichtreactie opnieuw omgezet in ATP-moleculen.

Licht is dus nodig voor het proces van fotosynthese om energie te leveren voor de synthetische reacties.

De synthese van ATP-moleculen in aanwezigheid van licht wordt fotofosforylering genoemd.



Transport van opgeloste stoffen over membranen in fabriek

De minerale zouten worden door planten opgenomen in hun ionische vorm en dat geldt ook voor hun transport binnen planten. Bepaalde opgeloste stoffen zoals suikers worden echter in ongeladen toestand over de membranen getransporteerd.

Voor ongeladen opgeloste stoffen (niet-elektrolyten), hangt hun beweging over het membraan af van hun concentratiegradiënt, d.w.z. gradiënt van chemisch potentieel alleen aan twee kanten van het membraan. Maar in het geval van geladen opgeloste stoffen of ionen (elektrolyten) wordt de situatie anders & verlegen.

Aangezien geladen opgeloste stoffen of ionen een elektrische lading dragen, hangt hun beweging door het membraan niet alleen af ​​van hun chemische potentiaal, maar ook van hun elektrische potentiaal. Met andere woorden, het transport van ionen door het membraan hangt af van hun elektrochemische po­tential-gradiënt. Daarom zijn elektrische eigenschappen van de cel of zijn Trans-membraanpotentiaal een zeer belangrijk onderdeel van het ionentransport door membranen.

In beide gevallen wordt het transport van opgeloste stoffen door het membraan passief transport genoemd als het langs de chemische potentiaalgradiënt of elektrochemische potentiaalgradiënt plaatsvindt (respectievelijk voor niet-elektrolyten en elektrolyten). Wanneer transport van opgeloste stoffen over het membraan plaatsvindt tegen de chemische potentiaalgradiënt of elektrochemische potentiaalgradiënt, wordt dit actief transport genoemd en is extra energietoevoer vereist (Fig. 7.6).

De beweging van opgeloste stoffen in het cytosol door membraan (zoals plasmamembraan of tonoplast) wordt influx genoemd, terwijl hun uitgang uit het cytosol als efflux wordt genoemd. In de afgelopen jaren is er veel werk verricht aan de permeabiliteit van celmembranen, met name plasmamembraan en tonoplast (vacuolair membraan) en er zijn verschillende transmembraantransport- en shyers (eiwitten) geïdentificeerd die de beweging van opgeloste stoffen door dergelijke membranen verbeteren. Deze transporteiwitten zijn zeer specifiek met een complexe structuur en wetenschappers hebben verschillende modellen gegeven om hun werking te verklaren.

Deze membraantransporteiwitten kunnen in drie categorieën worden gegroepeerd:

1. Ionenkanalen:

l. Ionenkanalen zijn transmembraaneiwitten die functioneren als selectieve poriën waardoor ionen gemakkelijk door het membraan kunnen diffunderen.

ii. Ionenkanalen zijn meestal zeer specifiek voor één of een beperkt aantal ionensoorten. De specificiteit hangt meer af van de grootte van de porie en de dichtheid van elektrische oppervlakteladingen op de binnenbekleding dan van selectieve binding van ionen.

iii. Transport van ionen door kanalen is altijd passief.

NS. De kanalen zijn niet altijd open maar zijn '8216gated'8217 (Fig. 7.7). De poorten openen of sluiten als reactie op externe stimuli, waaronder (i) spanningsveranderingen, (ii) licht, (iii) hormoonbinding en (iv) ionen zelf. Wanneer poorten open zijn, kunnen de ionen door de kanalen diffunderen, maar niet wanneer ze gesloten zijn.

Aangenomen wordt dat de kanaaleiwitten een detectiegebied of sensor bevatten die op de juiste stimulus reageert door de conformatie van het kanaaleiwit te veranderen en de poort te openen.

v. Omdat de ionen een lading dragen en mobiel zijn, brengt hun diffusie over het membraankanaal een elektrische stroom tot stand, die kan worden gedetecteerd met een speciale techniek die bekend staat als 'patch-clamp electrophysiology'8217.

vi. Patch-clamp-onderzoeken hebben aangetoond dat voor een bepaald ion zoals K+, een bepaald membraan verschillende kanalen heeft die kunnen openen in verschillende spanningsbereiken of in reactie op verschillende stimuli zoals K+- en Ca2+-concentraties, pH, eiwitkinasen en fosfatasen enz.

vii. Ionen kunnen door een open kanaal diffunderen met een snelheid van wel 108 s-1.

viii. Die kanalen die binnenwaarts transport van ionen mogelijk maken (d.w.z. naar de cytosolzijde), worden binnenwaartse rectificerende of binnenwaartse kanalen genoemd en die welke buitenwaartse diffusie mogelijk maken (d.w.z. van cytosol naar de andere kant) worden genoemd als naar buiten gerichte rectificerende of buitenwaartse kanalen.

ix. Ca2+-kanalen zijn naar binnen rectificerend, terwijl anionkanalen altijd naar buiten zijn (voor transport van dergelijke ionen in omgekeerde richting zijn actieve transportmechanismen vereist)

x. K+ is uitzonderlijk. Het kan naar binnen of naar buiten over het membraan diffunderen door kanalen, afhankelijk van respectievelijk een meer negatief of meer positief membraanpotentiaal.

xi. Veel kanaaleiwitten zijn induceerbaar, d.w.z. ze worden door de cel gesynthetiseerd wanneer een partiële opgeloste stof beschikbaar is voor absorptie.

(Sommige langzame vacuolaire (SV) kanalen kunnen aanwezig zijn op tonoplast die diffusie van sommige kationen en ook anionen van vacuole naar cytosol mogelijk maken).

2. Dragers:

l. Deze transmembraantransporteiwitten vormen geen poriën in het membraan, maar binden selectief de opgeloste stof die moet worden getransporteerd naar een specifieke plaats op hen. Dit veroorzaakt conforma­tional verandering in dragereiwit die de opgeloste stof aan de andere kant van het membraan blootstelt. Nadat de opgeloste stof is vrijgemaakt van de bindingsplaats, keert het dragereiwit terug naar zijn oorspronkelijke conformatie om een ​​vers opgelost molecuul of ion op te nemen (Fig. 7.2). Binding en afgifte van opgeloste stof door drager is dus vergelijkbaar met een door enzym gekatalyseerde reactie.

ii. Door drager gemedieerd transport van opgeloste stoffen maakt transport mogelijk van een veel breder scala aan sol­utes, maar is langzamer (ongeveer 10 4 – 105 s -1 ) in vergelijking met kanaalgemedieerd transport van opgeloste stoffen.

iii. Carrier-gemedieerd transport van opgeloste stoffen kan van twee soorten zijn:

Passief transport:

Dragergemedieerd passief transport van opgeloste stoffen vindt plaats langs de elektrochemische potentiaalgradiënt en vereist geen energiekosten. Dit wordt ook wel gefaciliteerde diffusie genoemd. Volgens sommige wetenschappers zouden zowel dragergemedieerd passief transport als kanaalgemedieerd transport onder de bevoegdheid moeten vallen van gefaciliteerde diffusie.

Actief transport:

Door drager gemedieerd actief transport van opgeloste stoffen vindt plaats tegen de elektrochemische potentiaalgradiënt en vereist extra input van energie die voornamelijk afkomstig is van hydrolyse van ATP. In dergelijke gevallen worden de dragereiwitten 'pompen' genoemd en het transport van opgeloste stoffen als primair actief transport omdat het direct gebruik maakt van energie uit de hydrolyse van ATP.

3. Pompen:

Zoals eerder vermeld, worden de membraantransporteiwitten die betrokken zijn bij het primaire actieve transport van opgeloste stoffen pompen genoemd. De meeste pompen transporteren ionen zoals H+ en Ca2+ over het membraan en staan ​​bekend als ionenpompen. Sommige pompen (zoals die van de categorie ABC-transporteurs) kunnen ook grote organische opgeloste stoffen over de mem­branen transporteren.

Ionenpompen kunnen van twee typen zijn:

(i) Elektroneutrale pompen en

Elektroneutrale pompen zijn pompen die worden geassocieerd met transport van ionen zonder netto verplaatsing en verplaatsing van lading over het membraan. Bijvoorbeeld: H + /K + -ATPase van sommige dierlijke cellen, pompt één H + uit voor elke K + die wordt opgenomen zonder netto verplaatsing van lading. Daarom is het een elektroneutrale pomp.

Elektrogene pompen aan de andere kant, transporteren ionen waarbij een netto beweging van lading over het membraan betrokken is. H+-ATPase, gevonden in planten- en dierencellen, pompt H+ bijvoorbeeld uit met een netto beweging van één positieve lading. Daarom is het een elektrogene pomp. (De Na + / K + – ATPase van dierlijke cellen zoals neuronen, is ook een voorbeeld van elektrogene pompen omdat het drie Na + -ionen verdrijft voor elke twee K + -ionen die worden opgenomen, wat resulteert in een netto buitenwaartse beweging van één positieve lading .)

H+-ATPase, H+-PPase en Ca2+-ATPase zijn de meest voorkomende elektrogene pompen in plantencellen en hun richting is naar buiten gericht. (Daarom zijn andere mechanismen (secundair actief transport) nodig voor de opname van de meeste minerale voedingsstoffen).

Een kort overzicht van enkele van de meest voorkomende pompen in plantencellen is als volgt:

(i) Proton-ATPase-pompen (H + -ATPasen):

Deze pompen zijn ook bekend als P-type ATPasen en worden aangetroffen in plasmamembraan, tonoplast en mogelijk andere celmembranen. Deze zijn structureel verschillend en werken omgekeerd aan F-type ATPasen, d.w.z. ze hydrolyseren ATP in plaats van het te synthetiseren (ATPasen van mitochon en shydria en chloroplast zijn ook bekend als F-type ATPasen)

Fig 7.8 toont een model van plasmamembraan H + '8211 ATPase (ook bekend als P-type ATPase). Dit enzymeiwit is een polypeptide met een enkele keten met 10 hydrofobe transmembraansegmenten of domeinen (slechts drie hiervan worden weergegeven als spiraalvormige spiralen, terwijl andere in de figuur als cilinders worden weergegeven).

Deze segmenten zijn verbonden door hydrofiele lussen die uitsteken in het cyto­sol en de celwand (apoplast). Aangenomen wordt dat de ATP-bindingsplaats een asparaginezuurresidu (D) is dat zich op de lus bevindt die het 4e en 5e segment naar de cytosilische kant verbindt. Hydrolyse van ATP veroorzaakt conformationele verandering in het eiwit en één H+-ion wordt van cytosol naar buiten getransporteerd door het plasmamembraan.

De H+ – ATPasen van plasmamembraan en tonoplast zijn verschillend.

Plasmamembraan H+-ATPasen:

l. Deze worden karakteristiek geremd door vandaationen (VO3 – ) maar zijn ongevoelig voor andere ionen zoals NO3 – .

ii. Een enkel proton (H+) is trans gelokaliseerd voor elk gehydrolyseerd ATP-molecuul.

l. Deze zijn ongevoelig voor VO3 – maar worden sterk geremd door NO3 – .

ii. Twee protonen (2H+) zijn trans gelokaliseerd voor elk gehydrolyseerd ATP-molecuul.

iii. Lijken structureel op F-type ATPasen van mitochondriën en kunnen worden gescheiden in twee complexen analoog aan F0 en F1, in tegenstelling tot de eerste worden niet geremd door oligomycine of aziden.

(ii) Proton-pyrofosfatasen (H + – PPasen):

l. Ze worden voornamelijk aangetroffen in tonoplasten maar kunnen ook voorkomen in het membraan van Golgi-lichamen. Ze pompen protonen in het lumen van vacuole en Golgi-cisternae.

ii. Deze pompen lijken parallel te werken met vacuolaire ATPasen om een ​​protonengradiënt over de tonoplast te creëren. Dit enzymeiwit bestaat uit een enkele polypeptideketen met een molecuulmassa van 80 kD en gebruikt energie uit hydrolyse van anorganisch pyrofosfaat (PPi).

iii. De vrije energie die vrijkomt door hydrolyse van PPi is minder dan die verkregen door hydrolyse van ATP. Vacuolair H + – PPase transporteert slechts één H + per gehydrolyseerd PPi-molecuul.

(iii) Calciumpompende ATPasen (Ca2+-ATPasen):

l. Deze worden gevonden in plasmamembraan, tonoplast en mogelijk andere celmembranen zoals die van chloroplasten en ER.

ii. Deze pompen koppelen hydrolyse van ATP met translocatie van Ca2+ over het membraan.

(iv) ATP-bindende casettetransporters (ABC-transporters):

Bepaalde grote metabolieten zoals anthocyanines en andere secundaire plantaardige producten worden uit het cytosol verwijderd en over de tonoplast naar de vacuole getransporteerd via ABC-transporters op de tonoplast die ATP rechtstreeks consumeren. Onlangs zijn ABC-transporters ook gemeld uit plasmamembraan en ook uit mitochondriën.

Secundair actief transport-Symport en Antiport:

Een groot aantal voedingsstoffen wordt door de celmembranen getransporteerd tegen hun chemische potentiaal of elektrochemische potentiaalgradiënten door een secundair actief transportmechanisme dat geen gebruik maakt van energie die vrijkomt door hydrolyse van ATP, direct maar indirect via de energie die is opgeslagen in de proton-elektrochemische potentiaalgradiënt over de membraan of protonen aandrijfkracht.

De electrogene proton-ATPase (H + -ATPase) pompen dienen als proton trans-lokaliserende dragereiwitten en vrije energie van hydrolyse van ATP wordt geconserveerd in de vorm van een protongradiënt over het membraan (meer protonen accumuleren aan de buitenzijde). Deze protongradiënt samen met de normale membraanpotentiaal draagt ​​bij aan de elektrochemische potentiaalgradiënt van protonen of een protonaandrijfkracht die de neiging heeft om protonen terug over het membraan te bewegen via specifieke dragereiwitten die zich elders op hetzelfde membraan bevinden.

Wanneer protonen terugkeren naar de cytosolische zijde, kan de protonaandrijfkracht die wordt gegenereerd door elektrogeen H+-transport worden gebruikt om het transport van andere opgeloste moleculen of ionen tegen hun chemische of elektrochemische potentiaalgradiënt aan te drijven door hetzelfde dragereiwit waardoor H+ terugkeert. naar cytosol. Dit wordt secundair actief transport genoemd en omdat ionen of moleculen van twee verschillende stoffen (H + en andere opgeloste stoffen) tegelijkertijd worden getransporteerd door het een of andere dragereiwit, wordt dit proces van transport van opgeloste stoffen ook wel cotransportmechanisme genoemd.

Secundair actief transport of cotransportmechanisme is van twee soorten:

Wanneer de instroom van protonen gepaard gaat met beweging van andere opgeloste stoffen in dezelfde richting, wordt het cotransportmechanisme als symport gevormd en wordt het dragereiwit als symporter genoemd (Fig. 7.9A).

Wanneer de instroom van protonen gepaard gaat met de uitstroom van andere opgeloste stoffen, wordt het cotransportmechanisme antiport genoemd en het betrokken dragereiwit antiporter (Fig. 7.9 B).

Fig. 7.10 geeft een overzicht van de verschillende transportprocessen van opgeloste stoffen door plasmamembraan en tonoplast in planten.


Lichtafhankelijke reacties

Patrick geeft al 14 jaar les in AP Biologie en is de winnaar van meerdere onderwijsprijzen.

De lichtafhankelijke reactie is de eerste stap van fotosynthese die lichtenergie omzet in ATP. De lichtafhankelijke reactie vindt plaats in de chloroplasten langs het thylakoïde membraan.

Fotosynthese is een proces van 2 stappen. De eerste stap van dat proces is het oogsten van de energie van de zon, en die stap wordt "de lichtafhankelijke reacties" genoemd omdat deze afhankelijk is van licht. Dus wat het doet, is dat het gebeurt op het thylakoïde membraan en het creëert de ATP en NADPH die nodig zijn om de laatste helft van de fotosynthese van de Calvin's cyclus te laten plaatsvinden. En het doet het via een proces dat bekend staat als chemiosmosis. Laten we dit eens nader bekijken, ik wil kinderen altijd helpen herinneren dat een plant is gemaakt van duizenden miljoenen individuele cellen. Elke cel heeft tientallen tot honderden chloroplasten en elk van deze chloroplasten voert fotosynthese uit. Als we de chloroplast van dichterbij bekijken, zien we deze stapels membraan die zich in stapels bevinden die granum worden genoemd en elke afzonderlijke schijf wordt een thylakoïde genoemd en in het thylakoïde membraan vind je de ingebedde moleculen waaruit het licht bestaat afhankelijke procesmechanismen. Dus hier zien we de lichtafhankelijke reacties of soms is het gewoon kortstondig voor lichtreacties en wat er aan de hand is, is dat het oogsten van licht wordt gebruikt om het ATP-energiemolecuul te genereren en de hoge energie-elektronendrager genaamd NADPH die de Calvin-cyclus is vereist.

Waar haalt ze de bouwmaterialen vandaan? Welnu, je krijgt adenosinedifosfaat en fosfaationen die zijn opgebruikt door de Calvin-cyclus, evenals NADP-positieve lege elektronendragers die ook zijn opgebruikt door de Calvin-cyclus. Uiteindelijk wordt zuurstofgas uitgestoten als een afvalproduct van de lichtafhankelijke reacties. De zuurstof daar kwam uit water. Nu we de basis ervan hebben doorgenomen, gaan we dieper in op de details. Nu zie je misschien een diagram als dit in je leerboek, maak je er niet al te veel zorgen over, ik ga er niet door en eis dan dat je "oh dat is plastic, goed, ik weet het", in plaats daarvan ga ik concentreer je op het algehele proces, zodat je dan terug kunt gaan naar je klas en zeggen "oh ik snap dit." Oké, dus dit hangt af van 2 grote verzamelingen van lichtoogstpigmenten of chlorofylmoleculen.

En ze heten fotosysteem 2 en fotosysteem 1 het is echt balen voor jullie dat deze eerst een naam kreeg en dan deze als tweede. Sorry, want als we beschrijven wat er tijdens de fotosynthese gebeurt, hebben we het over het algemeen eerst over nummer 2 en dan over nummer één, ach. Dus wat er in feite gebeurt, is dat energie in de vorm van licht wordt geabsorbeerd door speciale pigmenten, zoals ik eerder noemde, chlorofyl genaamd. Ze geven die energie door aan een van de centrale, het reactiecentrum en dat reactiecentrummolecuul kan eigenlijk een paar elektronen verliezen en die elektronen dragen de energie weg. Net als een honkbal, als ik hem ineens gooi, krijgt hij energie. Dus het werpt deze hoogenergetische elektronen weg en je kunt de energie van die hoogenergetische elektronen gebruiken om dingen te doen, net zoals je hoogenergetische elektronen gebruikt om een ​​ventilator te laten bewegen, je iPod om te werken of je tv om te werken. Als je nu elektronen uit moleculen blijft verwijderen, worden die elektronen gebruikt om de bindingen van die moleculen te vormen en dus zullen de moleculen uit elkaar vallen. We moeten dus vervangingen krijgen en dat is de taak van dit uiteinde van het fotosysteem, waar je een speciaal enzym hebt dat elektronen uit water kan halen.

Waardoor het water uiteenvalt in waterstofionen en zuurstofgas, nu die waterstofionen positief geladen zijn, waarom? Omdat we hun elektronen hebben weggenomen. Hier zien we iets dat in het algemeen het elektronentransportsysteem of elektronendragersysteem wordt genoemd en wat er gebeurt, je hebt een aantal moleculen die zich gedragen als draden en dat ze de doorgang van elektronen toestaan. En dit ding hier in het midden dat als een pomp werkt en wat het doet, is dat het waterstofionen van buiten de thylakoïde grijpt en ze in de thylakoïde duwt. Nu zijn we al begonnen met het maken van wat waterstofionen hier binnen, dus we forceren hier nog meer en die waterstofionen zullen door dit proces worden afgestoten omdat er al een heleboel waterstofionen zijn en ze zijn allemaal positief geladen . Daarom kost het energie om ze naar binnen te dwingen, net zoals je kinderen in een kleine kast of waar dan ook probeert te duwen. De druk begint zich op te bouwen, zet kinderen niet in een kast.

Uiteindelijk hebben die elektronen hun energie verloren, waarom? Het is gebruikt om iets te doen, dus we hebben dit elektron met lage energie. Gelukkig heeft fotosysteem 1 tegelijkertijd ook licht geabsorbeerd en zijn energie van dat licht gegeven aan enkele hoogenergetische elektronen. Ze gaan hier naar dit molecuul dat die hoogenergetische elektronen aan de elektronendrager NADP positief geeft. Als je het 2 elektronen geeft, wordt het negatief geladen en grijpt het weer een waterstofion van buitenaf en het wordt NADPH, dat is een van de twee dingen die de Calvin-cyclus nodig heeft om te kunnen werken in koolstoffixatie. Dus de NADPH gaat naar de enzymen die rond het stroma drijven om de Calvin-cyclus te doen.

Het laatste dat we moeten genereren voor de Calvin-cyclus is ATP, en dat is waar al deze waterstofionen die we hebben opgebouwd in het thylakoïdemembraan in het spel komen. Nu geeft deze hoge concentratie waterstofionen ons de mogelijkheid om wat werk te doen. Dit verschil van waterstofionen aan de ene kant naar de andere kant wordt een chemiosmotische gradiënt genoemd, het is meer dan alleen een concentratiegradiënt omdat al deze waterstofionen die we aan deze kant hebben toegevoegd en van die kant verwijderd hebben, kreeg een lading en dus hebben we een positief gebied binnenin, relatief is de buitenkant negatief, dus ze worden aangetrokken door de andere kant en stoten elkaar ook af. En dit ding hier is een molecuul of een verzameling moleculen, eigenlijk en gezamenlijk ATP-synthase genoemd. Het is een gespecialiseerd kanaal dat als de waterstofionen door hun gradiënt naar beneden glijden, zoals water door een dam.

Ze dwingen de turbine van de dam om te draaien om elektriciteit op te wekken, en terwijl de waterstofionen door dit kanaal gaan, dwingen ze het ATP-synthase-ding hier om letterlijk te draaien, het draait en terwijl het draait verandert het van vorm, grijpt een ADP en fosfaat en ramt ze samen om ATP te maken en dan drijft die ATP weg naar de Calvincyclus en daar heb je het. De lichtreacties, de absorptie van licht creëren deze chemiosmotische gradiënt zodat je ATP kunt creëren en de absorptie van licht creëert hoogenergetische elektronen die een ritje maken naar de Calvin's cyclus op NADPH.


Samenvatting

  • Tijdens de fotosynthese nemen planten energie van de zon op.
  • Een foton van licht valt op de antenne van fotosysteem II (PSII) en bereikt het reactiecentrum.
  • Water splitst zich in twee waterstofatomen, die vervolgens ionen (H + ) worden waarbij twee elektronen vrijkomen. Ook komt zuurstofgas vrij.
  • De elektronen stromen van PSII naar PSI en verliezen energie om de H + -ionen van het stroma naar het thylakoïde lumen te verplaatsen.
  • Hydrogen ions flow through ATP synthase via chemiosmosis to form molecules of ATP.
  • Photosystem I releases electrons, which results in the formation of an NADPH molecule.

Respond to this Question

Chemistry

Which of the following is not a true statement about ATP a. ATP consists of ribose, adenine, and three phosphate groups b. ADP is produced when when ATP releases energy c. ATP provides energy for for the mechanical function of

Biologie

Which of the following is not a step in the light dependent reactions? A. High energy electrons move through the eletrons transport chain. B. Pigments in the photocenter absorb light. C.ATP synthase allows H+ ions to pass througb

Biology easy quick check

All of the following are products of cellular respiration except(1 point) water. *** oxygen. energie. carbon dioxide. What is the definition of cellular respiration?(1 point) the process of using the chemical energy from hydrogen

Wetenschap

Select the correct formula for cellular respiration. Carbon dioxide + water + ATP → glucose + oxygen Glucose + oxygen → carbon dioxide + water + ATP*** Carbon dioxide + glucose → oxygen + water + ATP Glucose + water →

Chem II

The conversion of glucose into lactic acid drives the phosphorylation of 2 moles of ADP to ATP and has a standard free energy of -135 kJ/mol. C6H12O6 + 2 HPO4 + 2 ADP + 2 H+ --> 2CH3CH(OH)COOH + 2 ATP + 2H20 What is the standard

Wetenschap

What is the definition of photosynthesis? the process of changing light into stored chemical energy in the form of sugars*** the process of converting the energy in carbohydrate molecules into ATP the process of changing light

How does ATP supply the cells with the energy they need to work? Outline the general scheme of the ATP energy cycle.

Biochemie

Calculate the free energy of hydrolysis of ATP in a rat liver cell in which the ATP, ADP, AND Pi concentrations are 3.4, 1.3, and 4.8 nM, repectively. (ATP hydrolysis has delta G note= -30 kJ/mol)

Scheikunde

A critical reaction in the production of energy to do work or drive chemical reactions in biological systems is the hydrolysis of adenosine triphosphate, ATP, to adenosine diphosphate, ADP, as described by ATP(aq) +H2O (l)

Biology

Which of the following processes releases energy to be used by a cell? a phosphate group is added to ATP to form ADP. a phosphate group is removed from ADP to form ATP. a phosphate group is added to ADP to form ATP. a phosphate

Biochemie

1. Walking consumes approximately 100 kcal/mi. In the hydrolysis of ATP (ATP → ADP + Pi), the reaction that drives the muscle contraction, ΔGo’ is -7.3 kcal/mol (-30.5 kJ/mol). Calculate how many grams of ATP must be produced

Chemistry/hydrolysis of ATP

Cells use the hydrolysis of ATP as a source of energy. The conversion of ATP to ADP has a standard free energy change of -30.5 kJ/mol. If all the free energy from the metabolism of glucose. C6H12O6(s)+6O2(g) ¨6CO2(g)+6H2O(l)


Bekijk de video: ionen 1 wat is een ion? Hoe bereken je het aantal elektronen in een ion? Hoe gebruik je T40a? (Januari- 2022).