Гол ялгаа – Цикл ба мөчлөг бус фотофосфоржилт
Фотофосфоризаци буюу фотосинтезийн фосфоржилт нь фотосинтезийн гэрлээс хамааралтай урвалын үед ATP үүсдэг процесс юм. Фосфатын бүлгийг ADP-д нэмж, фотосинтезийн цикл ба цикл бус электрон тээвэрлэлтийн гинжин хэлхээний үед үүссэн протоны хөдөлгөгч хүчийг ашиглан ATP үүсгэдэг. Эрчим хүчийг нарны гэрлээр хангаж, процессыг эхлүүлэхийн тулд ATP синтез нь хлоропластын тилакоид мембранд байрлах ATPase цогцолбор дээр явагддаг. Хүчилтөрөгчгүй фотосинтезийн циклик электрон урсгалын үед ATP синтезийг цикл фотофосфоржилт гэж нэрлэдэг. Хүчилтөрөгчийн фотосинтезийн цикл бус электрон урсгалын үед АТФ үүсэхийг цикл бус фотофосфоржилт гэж нэрлэдэг. Энэ бол цикл ба цикл бус фотофосфоржилтын гол ялгаа юм.
Цикл фотофосфоржилт гэж юу вэ?
Цикл фосфоржилт нь фотосинтезийн гэрлээс хамааралтай циклийн электрон тээвэрлэлтийн гинжин хэлхээний явцад ADP-ээс ATP үүсгэдэг процесс юм. Фотосистем I энэ үйл явцад оролцдог. PS I-ийн хлорофиллууд гэрлийн энергийг шингээх үед P700 урвалын төвөөс өндөр энергитэй электронууд ялгардаг. Эдгээр электронууд нь анхдагч электрон хүлээн авагчаар хүлээн зөвшөөрөгдөж, дараа нь ферредоксин (Fd), пластокинон (PQ), цитохромын комплекс, пластоцианин (PC) зэрэг хэд хэдэн электрон хүлээн авагчаар дамждаг. Эцэст нь эдгээр электронууд мөчлөгийн хөдөлгөөнд орсны дараа P700 руу буцаж ирдэг. Электронууд электрон тээвэрлэгчээр дамжин уруудахад боломжит энерги ялгардаг. Энэ энерги нь ATP синтаза ферментийн тусламжтайгаар ADP-ээс ATP үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг. Тиймээс энэ процессыг цикл фотофосфоржилт гэж нэрлэдэг.
PS II нь цикл фотофосфоржилтод оролцдоггүй. Тиймээс ус энэ үйл явцад оролцдоггүй; Үүний үр дүнд цикл фотофосфоризаци нь дайвар бүтээгдэхүүн болох молекулын хүчилтөрөгч үүсгэдэггүй. Электронууд PS I руу буцдаг тул цикл фотофосфоржилтын үед бууруулах хүч (NADPH байхгүй) үүсдэггүй.
Зураг 01: Цикл фотофосфоржилт
Циклик бус фотофосфоржилт гэж юу вэ?
Цикл бус фотофосфоржилт гэдэг нь фотосинтезийн цикл бус электрон тээвэрлэлтийн гинжин хэлхээгээр гэрлийн энергийг ашиглан ATP нийлэгжих процесс юм. Энэ процесст PS I ба PS II гэсэн хоёр төрлийн фотосистем оролцдог. Цикл бус фотофосфоржилтыг PS II эхлүүлдэг. Энэ нь гэрлийн энергийг шингээж, өндөр энергийн электронуудыг ялгаруулдаг. Усны молекулууд нь шингэсэн энергийн улмаас протон (H+ ион) болон молекулын хүчилтөрөгч ялгаруулж PS II-ийн ойролцоо хуваагддаг. Өндөр энергийн электронууд нь анхдагч электрон хүлээн авагчаар хүлээн зөвшөөрөгдөж, пластокинон (PQ), цитохромын цогцолбор, пластоцианин (PC) -ээр дамждаг. Дараа нь тэдгээр электронуудыг PS I-д авна. PS I-ийн хүлээн авсан электронуудыг электрон хүлээн авагчаар дахин дамжуулж, NADP+ Эдгээр электронууд нь H+-тэй нэгдэнэ.ба NADP+ нь NADPH-ийг үүсгэж электрон зөөвөрлөх гинжийг зогсооно. Электрон зөөвөрлөх гинжин хэлхээний үед ялгарсан энерги нь ADP-ээс ATP үйлдвэрлэхэд зарцуулагддаг. Электронууд PS II рүү буцаж ирдэггүй тул энэ процессыг цикл бус фотофосфоржилт гэж нэрлэдэг.
Цикл фотофосфоржилттой харьцуулахад цикл бус фотофосфоржилт нь түгээмэл бөгөөд бүх ногоон ургамал, замаг, цианобактерид өргөн ажиглагддаг. Энэ нь молекулын хүчилтөрөгчийг хүрээлэн буй орчинд ялгаруулдаг цорын ганц үйл явц учраас амьд организмын вирусын процесс юм.
Зураг 02: Цикл бус фотофосфоржилт
Цикл болон цикл бус фотофосфоржилтын ялгаа нь юу вэ?
Цикл ба мөчлөг бус фотофосфоржилт |
|
| Цикл фотофосфоржилт гэдэг нь гэрлээс хамааралтай фотосинтезийн циклийн электрон тээвэрлэлтийн гинжин хэлхээний явцад ATP үүсгэдэг процессыг хэлнэ. | Цикл бус фотофосфоржилт гэдэг нь фотосинтезийн гэрлийн урвалд цикл бус электрон тээвэрлэх гинжин хэлхээнээс ATP үүсгэдэг процессыг хэлнэ. |
| Фотосистем | |
| Цикл фотофосфоржилтод зөвхөн нэг фотосистем (PS I) оролцдог. | Фотосистем I ба II нь цикл бус фотофосфоржилтод оролцдог. |
| Электрон тээврийн гинжин хэлхээний мөн чанар | |
| Электронууд нь мөчлөгт электрон тээвэрлэх гинжин хэлхээгээр хөдөлж, PS I руу буцдаг | Электронууд мөчлөггүй гинжин хэлхээгээр хөдөлдөг. |
| Бүтээгдэхүүн | |
| Энэ процесст зөвхөн ATP үүсдэг. | ATP, O2, болон NADPH энэ процесст үүсдэг. |
| Ус | |
| Энэ процессын явцад ус хуваагдахгүй. | Ус задрах эсвэл фотолиз. |
| Хүчилтөрөгч үүсгэх | |
| Цикл фотофосфоржилтын үед хүчилтөрөгч үүсдэггүй | Молекулын хүчилтөрөгч нь цикл бус фотофосфоржилтын үед үүсдэг. |
| Анхны электрон донор | |
| Эхний электрон донор бол PS I. | Ус бол анхны электрон донор. |
| Анхны электрон хүлээн авагч | |
| Эцсийн электрон хүлээн авагч нь PS I. | Эцсийн электрон хүлээн авагч нь NADP+ |
| Организм | |
| Цикл фотофосфоржилтыг тодорхой бактери харуулж байна. | Цикл бус фотофосфоржилт нь ногоон ургамал, замаг, цианобактерид түгээмэл тохиолддог. |
Тойм – Цикл ба мөчлөг бус фотофосфоржилт
ATP нь фотосинтезийн явцад шингэсэн гэрлийн энергийг үүсгэдэг. Энэ процессыг фотофосфоризаци гэж нэрлэдэг. Фотофосфоржилт нь цикл ба цикл бус фотофосфоржилт гэж нэрлэгддэг хоёр замаар явагддаг. Цикл фотофосфоржилтын үед өндөр энергийн электронууд циклийн хөдөлгөөнөөр электрон хүлээн авагчид дамждаг ба энерги ялгаруулж ATP үүсгэдэг. Цикл бус фотофосфоржилтын үед өндөр энергийн электронууд Z хэлбэрийн цикл бус хөдөлгөөнөөр электрон хүлээн авагчаар урсдаг. Цикл бус фотофосфоржилтын үед суллагдсан электронууд ижил фотосистемд буцаж ирдэггүй. Гэсэн хэдий ч хоёр процесст ATP нь электрон тээвэрлэх гинжин хэлхээнээс ялгарах боломжит энергийг ашиглан ижил аргаар үйлдвэрлэгддэг. Цикл бус фотофосфоржилт нь ATP, O2, NADPH-ийг үүсгэдэг бол цикл фотофосфоржилт нь зөвхөн ATP үүсгэдэг. Хоёр фотосистем хоёулаа цикл бус фотофосфоржилтод оролцдог бол зөвхөн нэг фотосистем (PS I) цикл фотофосфоржилтод оролцдог. Энэ бол цикл ба цикл бус фотофосфоржилтын ялгаа юм.
