ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΤΙΚΗΣ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑΣ

Σχετικά έγγραφα
Φωτοσύνθεση. κυτταρική αναπνοή άμυλο. άλλες οργανικές ουσίες

Φωτοσύνθεση. κυτταρική αναπνοή άμυλο. άλλες οργανικές ουσίες

Φωτοσύνθεση. του σε υδατάνθρακες, καταναλώνοντας χημική ενέργεια που προέκυψε από ηλιακή ενέργεια

ΔΠΘ - Τμήμα Δασολογίας & Διαχείρισης Περιβάλλοντος & Φυσικών Πόρων ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΦΥΤΩΝ ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗ: ΦΩΤΕΙΝΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ

Κυτταρική Βιολογία. Ενότητα 10 : Τα μιτοχόνδρια και οι χλωροπλάστες ως τα ενεργειακά κέντρα των ευκαρυωτικών κυττάρων

ΚΑΤΑΓΡΑΦΗ ΤΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΤΙΚΟΥ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΥ

ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗ 12Η 2 S + 6CΟ 2 C 6 H 12 Ο S + 6H 2 Ο

ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗ. Υπεύθυνος Καθηγητής: Καθ. Κυριάκος Κοτζαμπάσης

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΗ ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗ ΣΤΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

φωτοχημική απόσβεση qp φωτοχημική απόσβεση NPQ

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΓΙΑ ΤΗ ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗ ΣΤΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

26/5/2015. Φωτεινές αντιδράσεις - Σκοτεινές αντιδράσεις. Μήκος κύµατος φωτός (nm) φως. Σάκχαρα πρίσµα

Kυτταρική Bιολογία. Μιτοχόνδρια & Χλωροπλάστες - Τα Ενεργειακά Κέντρα των Ευκαρυωτικών Κυττάρων ΔIAΛEΞΕΙΣ 24 & 25 (27 /5/2016)

ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΦΥΤΩΝ 17/4/2018. «Φωτοσύνθεση» Φωτοσύνθεση. Φάσµα απορρόφησης της χρωστικής. Φωτεινές αντιδράσεις. Ρόλος των χρωστικών

ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗ. Αυτότροφοι και ετερότροφοι οργανισμοί. Καρβουντζή Ηλιάνα Βιολόγος

16/3/2017. Φωτεινές αντιδράσεις - Σκοτεινές αντιδράσεις. Μήκος κύµατος φωτός (nm) φως. πρίσµα. Σάκχαρα

Kυτταρική$Bιολογία$ Μιτοχόνδρια*&*Χλωροπλάστες*A** Τα*Ενεργειακά*Κέντρα*των* Ευκαρυωτικών*Κυττάρων!! ΔIAΛEΞΕΙΣ*17*&*18! (23!&!25/5/2012)!

Φωτοσύνθεση: η διεργασία που τρέφει τη βιόσφαιρα. η τροφή

ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΗΣ ΖΩΗΣ ΚΑΙ ΕΝΕΡΓΕΙΑ. π. Αναστάσιος Ισαάκ Λύκειο Παραλιμνίου Ιανουάριος 2014

Επίδραση του πλάγιου φωτισμού στη φωτοσύνθεση σε σχέση με την ανατομία των φύλλων. Μελέτη μέσω φθορισμομετρίας χλωροφύλλης

Φωτοσύνθεση. hv χημική ενέργεια. 1. Φωτεινές αντιδράσεις

ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΣΤΟ 3 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ «ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ» ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ Α. ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΕΣ ΜΕΣΑ ΣΤΗΝ ΤΑΞΗ. 1. Να ορίσετε την έννοια της Βιοενεργητικής.

3.1 Ενέργεια και οργανισμοί Όλοι οι οργανισμοί με εξαίρεση τους φωτοσυνθετικούς εξασφαλίζουν την απαραίτητη ενέργεια διασπώντας θρεπτικές ουσίες που

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2. Φωτοσύνθεση: Ο ενεργειακός τροφοδότης της Βιόσφαιρας

ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗ. Η βάση της ζωής στα Πρώτιστα στα Φυτά και στα Κυανοβακτήρια. Γεώργιος Ν. Χώτος καθηγητής

3.1 Ενέργεια και οργανισμοί

3.1 Ενέργεια και οργανισμοί..σελίδα Ένζυμα βιολογικοί καταλύτες...σελίδα Φωτοσύνθεση..σελίδα Κυτταρική αναπνοή.

ΜΟΡΙΑΚΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΤΙΚΟΥ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΥ

1. Να οξειδωθούν και να παράγουν ενέργεια. (ΚΑΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ)

ΒΙΟΛΟΓΙΑ Β ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ 3

Εκτίμηση του φωτοπροστατευτικού δυναμικού των ανθοκυανινών στο φυτό Berberis cretica μέσω της μελέτης φθορισμού χλωροφύλλης in vivo

ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΦΥΤΩΝ ΕΙΣΑΓΩΓΗ. Θερινό εξάμηνο ΔΠΘ - Τμήμα Δασολογίας & Διαχείρισης Περιβάλλοντος & Φυσικών Πόρων

ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1. ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ

Βιοφυσική. ΦΥΣ 415 Διδάσκων Σ. Σκούρτης (χειμερινό εξάμηνο ) 1 η Διάλεξη

Η δέσµευση της ηλιακής ενέργειας

3 ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ. Μεταβολισμός του κυττάρου

Εργασία για το μάθημα της Βιολογίας. Περίληψη πάνω στο κεφάλαιο 3 του σχολικού βιβλίου

ΓΕΩΠΟΝΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΠΟΝΙΚΗΣ ΒΙΟΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑΣ ΦΥΤΩΝ

ΦΩΤΟΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΟΥ ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΤΙΚΟΥ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΥ

Κωνσταντίνος Π. (Β 2 ) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3: ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ

ΕΡΓΑΣΙΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ. 3.1 Ενέργεια και οργανισμοί

3.1 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ

Κεφάλαιο τρίτο. 3.1: Ενέργεια και οργανισμοί

ΠΕΡΙΛΗΠΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ 3 ου ΚΕΦΑΛΑΙΟΥ (μεταβολισμός)

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΤΕΤΑΡΤΟ ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗ

ΕΡΓΑΣΙΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ 3.1 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4. Κυτταρική αναπνοή: Ο διαχειριστής της ενέργειας και των σκελετών άνθρακα

ΕΡΓΑΣΙΑ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΤΗΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ. της Νικολέτας Ε. 1. Να οξειδωθούν και να παράγουν ενέργεια. (ΚΑΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ)

ΓΙΩΡΓΟΣ Μ. Β2 ΒΙΟΛΟΓΙΑ 3ο ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ

Εργασία για το μάθημα της Βιολογίας Περίληψη πάνω στο κεφάλαιο 3 του σχολικού βιβλίου

Κων/νος Μ. Β 2 ΕΡΓΑΣΙΑ ΣΤΗΝ ΒΙΟΛΟΓΙΑ

Εργασία Βιολογίας 3.1 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ

ΔΠΘ - Τμήμα Δασολογίας & Διαχείρισης Περιβάλλοντος & Φυσικών Πόρων ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΦΥΤΩΝ ΑΝΟΜΟΙΩΣΗ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ

KΕΦΑΛΑΙΟ 3ο Μεταβολισμός. Ενότητα 3.1: Ενέργεια και Οργανισμοί Ενότητα 3.2: Ένζυμα - Βιολογικοί Καταλύτες

Ακτινοβολία. Η ακτινοβολία ως παράγοντας καταπόνησης. Καθοριστικής σημασίας

Μεταβολισμός και Βιοενεργητική. [Τίτλος εγγράφου] ΣΠΥΡΟΣ Ξ. Β 2

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6 ο. Αυτοτροφική διατροφή

ΚΥΤΤΑΡΙΚΗ ΑΝΑΠΝΟΗ. π. Αναστάσιος Ισαάκ Λύκειο Παραλιμνίου Δεκέμβριος

Λύση 10) Λύση 11) Λύση

Φύλλο Εργασίας (διάρκεια 2 διδακτικές ώρες)

Δx

Περίληψη Βιολογίας Κεφάλαιο 3

Εισαγωγή στην φωτοσύνθεση

Το φωσφορικό ανιόν δεν ανάγεται µέσα στο φυτό. Παραµένει στην υψηλότερη οξειδωτική µορφή του

Φωτοβιολογία (ΒΙΟΛ-463) 1 η Ενότητα Φωτονιακή πληροφορία και φωτοελεγχόμενες αποκρίσεις

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ. A2. Ο μέγιστος αριθμός ηλεκτρονίων σε ένα άτομο που χαρακτηρίζεται από τους κβαντικούς αριθμούς n = 2 και m l = 0 είναι: α. 4 β.3 γ.2 δ.

ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΚΑΤΑΠΟΝΗΣΕΩΝ ΤΩΝ ΦΥΤΩΝ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ

Φυσιολογία Καταπονήσεων των Φυτών

Εργασία Βιολογίας. Β. Γιώργος. Εισαγωγή 3.1 ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ. Μεταφορά ενέργειας στα κύτταρα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ο 3.1-ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΙΣΜΟΙ

Κεφαλαίο 3 ο. Μεταβολισμός. Ενέργεια και οργανισμοί

Ακτινοβολία. Η ακτινοβολία ως παράγοντας καταπόνησης. Καθοριστικής σημασίας

Κεφάλαιο 3 ΜΕΤΑΒΟΛΙΣΜΟΣ

Tο φως του ήλιου είναι η κινητήρια δύναµη της ζωής. Φωτοσύνθεση. Η διεργασία που τροφοδοτεί τη βιόσφαιρα

ΔΟΜΗ ΑΤΟΜΩΝ ΚΑΙ ΜΟΡΙΩΝ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ ΑΤΟΜΙΚΟ ΠΡΟΤΥΠΟ ΤΟΥ BOHR

ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΚΑΤΑΠΟΝΗΣΕΩΝ ΤΩΝ ΦΥΤΩΝ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΤΕΤΑΡΤΟ ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗ

Το φως διαδίδεται σε όλα τα οπτικά υλικά μέσα με ταχύτητα περίπου 3x10 8 m/s.

Φυσικοί Νόμοι διέπουν Το Περιβάλλον

Περίληψη 3 ου κεφαλαίου. Όλγα Σ.

ΓΕΝΙΚΗ ΜΙΚΡΟΒΙΟΛΟΓΙΑ. Μαντώ Κυριακού 2015

ΕΡΓΑΣΙΑ. Το κύριο ενεργειακό «νόμισμα» των κυττάρων ειναι το ΑΤΡ.

Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ ΤΟΥ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ

ΜΕΛΕΤΗ ΟΠΤΙΚΩΝ ΙΔΙΟΤΗΤΩΝ ΕΤΕΡΟΒΑΡΩΝ ΦΥΛΛΩΝ ΔΙΚΟΤΥΛΩΝ ΚΑΙ ΜΟΝΟΚΟΤΥΛΩΝ ΦΥΤΙΚΩΝ ΕΙΔΩΝ ΥΠΟ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΠΛΑΓΙΟΥ ΦΩΤΙΣΜΟΥ

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΘΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 16/11/2014 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ ΘΕΜΑ Α

Φωτοαναπνοή-παράγοντες που την επηρεάζουν

Συνδυάζοντας το πρώτο και το δεύτερο θερμοδυναμικό αξίωμα προκύπτει ότι:

α. φ 1. β. φ 2. γ. φ 3. δ. φ 4. Μονάδες 5

BIOΛ154 ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ. ΒΙΟΧΗΜΕΙΑ (Lubert Stryer)

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΑΚΗ ΔΟΜΗ ΤΩΝ ΑΤΟΜΩΝ ΚΑΙ ΠΕΡΙΟΔΙΚΟΣ ΠΙΝΑΚΑΣ

ΕΡΓΑΣΙΑ ΣΤΗ ΒΙΟΛΟΓΙΑ

6 CO 2 + 6H 2 O C 6 Η 12 O O2

3.2 ΕΝΖΥΜΑ ΒΙΟΛΟΓΙΚΟΙ ΚΑΤΑΛΥΤΕΣ

Μεταβολισμός. Ενέργεια και οργανισμοί Ένζυμα βιολογικοί καταλύτες Φωτοσύνθεση Κυτταρική αναπνοή

ΓΕΩΠΟΝΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΜΟΡΦΟΛΟΓΙΑΣ ΦΥΤΩΝ ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΠΑΠΑΦΩΤΗΣ ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

Φωτοσύνθεση. 2Ag + 2OH - Ag 2 Ο + Η 2 Ο + 2e - και στη συνέχεια: Εργαστηριακή Άσκηση:

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝ. ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ

ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΘΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 10/11/2013

Α.3. Δίνονται οι πυρήνες Α, Β, Γ με τις αντίστοιχες ενέργειες σύνδεσης ανά νουκλεόνιο.

Transcript:

ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΤΙΚΗΣ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑΣ Η φωτοσύνθεση είναι συνδυαστικό αποτέλεσμα επιμέρους διαδικασιών. Οι κυριότερες από αυτές είναι: Η φωτονιακή απορρόφηση από τις φωτοσυνθετικές χρωστικές και η διέγερση τους. Η μεταφορά της δεσμευμένης ενέργειας στο σύμπλοκο συλλογής φωτός. Η ορθολογική διοχέτευση της δεσμευμένης από το σύμπλοκο συλλογής φωτός ενέργειας στα δύο φωτοσυστήματα και η φωτοσυνθετική ροή ηλεκτρονίων (φωτεινές αντιδράσεις). Η μετατροπή της ηλιακής ενέργειας σε χημική μέσω της φωτοφωσφορυλίωσης. και Η επένδυση της χημικής ενέργειας που κερδίθηκε, στην μετατροπή ανόργανου άνθρακα (CO 2 ) σε οργανική ύλη μέσω του κύκλου του Calvin (σκοτεινές αντιδράσεις). Video Photosynthesis: http://www.khanacademy.org/science/biology/photosynthesis/v/photosynthesis

Η φωτονιακή Απορρόφηση και Διέγερση των Φωτοσυνθετικών Χρωστικών S4 S3 Φάσμα απορρόφησης χλωροφύλλης Φάσμα φθορισμού S2 S1 S0 Θ Θ ΦΘ Τ1 Διάγραμμα ενεργειακών επιπέδων των χλωροφυλλών και σχέση του φάσματος απορρόφησης των χρωστικών με τα ενεργειακά επίπεδα (S0, S1, S2, S3 & S4). Θ: η απελευθέρωση της ενέργειας γίνεται υπό την μορφή θερμότητας, ΦΘ: η απελευθέρωση της ενέργειας κατά την αποδιέγερση S1 S0 γίνεται υπό την μορφή φθορισμού.

Η διαδικασία της φωτοσύνθεσης αρχίζει ουσιαστικά με την απορρόφηση φωτονιακής ενέργειας, κατά την οποία ένα ηλεκτρόνιο της χρωστικής, που δέχθηκε το φωτόνιο, παίρνει την επιπλέον ενέργεια και μεταφέρεται σε άλλη ηλεκτρονιακή στοιβάδα, η οποία βρίσκεται σε μεγαλύτερη απόσταση από τον πυρήνα (πρόκειται για την γρηγορότερη αντίδραση στην φωτοσυνθετική διαδικασία: 10-15 s). Αυτό σημαίνει ότι το μόριο από την ενεργειακά βασική του κατάσταση (So) μεταβαίνει σε μία διεγερμένη κατάσταση (Sn). Η χημική δομή του μορίου και ιδιαίτερα ο αριθμός των π-ηλεκτρονίων, που εκφράζεται με την εναλλαγή απλών και διπλών δεσμών, καθορίζουν την ποιότητα των φωτονίων, που μπορούν να διεγείρουν το μόριο, ώστε να φτάσει σε συγκεκριμένο ενεργειακό επίπεδο. Όσο περισσότερα π ηλεκτρόνια έχει η χρωστική, τόσο λιγότερη φωτονιακή ενέργεια χρειάζεται για να μεταφερθεί κάποιο ηλεκτρόνιο της χρωστικής σε παραπάνω ενεργειακή στοιβάδα και ως εκ τούτου να διεγερθεί ενεργειακά η χρωστική. Οι φωτοσυνθετικές χρωστικές (χλωροφύλλες και καροτενοειδή), που επιλέχθηκαν από την φύση για την δέσμευση της φωτονιακής ενέργειας, είναι πλούσιες σε π-ηλεκτρόνια και ως εκ τούτου χρειάζονται σχετικά μικρή φωτονιακή ενέργεια για να διεγερθούν. το φάσμα απορρόφησης υποδηλώνει την ποιότητα των φωτονίων, που μπορούν να διεγείρουν το εν λόγω μόριο. Ξεκινώντας την παρατήρηση από τα μεγάλα μήκη κύματος (χαμηλής ενέργειας) προς τα μικρά (υψηλής ενέργειας), το πρώτο μέγιστο καθορίζει το μήκος κύματος της ακτινοβολίας, που απαιτείται για να μεταφέρει το μόριο στην S1 κατάσταση. Το δεύτερο μέγιστο καθορίζει την απαιτούμενη ακτινοβολία για τη διέγερση του μορίου στην S2 κατάσταση, κ.ο.κ. Τα μέγιστα του φάσματος απορρόφησης των χρωστικών in vivo είναι μετατοπισμένα προς τα μεγαλύτερα μήκη κύματος λόγω του ότι όλες οι φωτοσυνθετικές χρωστικές in vivo με πρωτεΐνες.

Τρόποι μεταφοράς ενέργειας στο σύμπλοκο συλλογής φωτός Το μεγαλύτερο μέρος της ακτινοβολίας, που χρησιμοποιείται στη φωτοσυνθετική διαδικασία, απορροφάται από τις χρωστικές (χλωροφύλλες και καροτενοειδή) του συμπλόκου συλλογής φωτός LHC II. Η απορροφηθείσα από τις φωτοσυνθετικές χρωστικές ενέργεια δεν απελευθερώνεται αλλά μεταφέρεται σε γειτονικά μόρια χρωστικών. Επομένως, η διέγερση μεταφέρεται από μόριο σε μόριο χωρίς καμία επίπτωση στη χημική δομή των μορίων, μέχρι να φτάσει στα κέντρα αντίδρασης των φωτοσυστημάτων. Η μεταφορά ενέργειας στο σύμπλοκο συλλογής φωτός μπορεί να ακολουθήσει τους εξής δρόμους: Μεταφορά ενέργειας μέσω ιδιοσυχνότητας. Μπορεί να γίνει μεταξύ δύο γειτονικών μορίων χλωροφύλλης με το ίδιο S1 επίπεδο. Η ενέργεια, που ελευθερώνεται κατά την αποδιέγερση του ενός μορίου, διεγείρει το άλλο. Η διαδικασία είναι αμφίδρομη. Ενεργειακή παγίδα. Ένα μόριο χρωστικής από το LHC II με μεγαλύτερο S1 επίπεδο κατά την αποδιέγερση του μεταφέρει την διέγερση σε γειτονικό μόριο με χαμηλότερο S1 επίπεδο. Δύο μόρια που βρίσκονται σε T1 ενεργειακό επίπεδο συνεισφέρουν την ενέργεια τους για τη διέγερση ενός γειτονικού μορίου στην S1 κατάσταση. Ένα μόριο, που βρίσκεται σε T1 ενεργειακό επίπεδο με την προσθήκη επιπλέον ενέργειας (θερμική ενέργεια), μπορεί να διεγείρει γειτονικό μόριο στην S1 κατάσταση. Οι δύο πρώτες περιπτώσεις είναι οι πιο συχνοί τρόποι μεταφοράς ενέργειας από χρωστική σε χρωστική μέσα στο LHC II, ενώ οι δύο τελευταίες είναι πολύ σπάνιες.

Eό [volt] -1,0-0,5 Φωτοσυνθετική Ροή Ηλεκτρονίων P680* Phaeo NADPH 2 Q A 2H + FP Cyt b6 FeS A FeS B Fd κυκλική ροή ηλεκτρονίων A 2 A 1 P700* 2e - 0,0 Q B PQ 2 φωτόνια +0,5 +1,0 2e - 2H + H 2 O 2e - Z ½ O P680 2 FeS R μη κυκλική ροή ηλεκτρονίων 2 φωτόνια Cyt f PC P700 Μή κυκλική και κυκλική φωτοσυνθετική ροή ηλεκτρονίων. Αριστερά φαίνεται το οξειδοαναγωγικό δυναμικό των επιμέρους ηλεκτρονιομεταφορέων. Mεταξύ των ηλεκτρονιομεταφορέων που συμμετέχουν συμπεριλαμβάνονται η τυροζίνη Ζ (Ζ), η φαιοφυτίνη (Phaeo), κινόνες (Q A & Q B ), η δεξαμενή της πλαστοκινόνης (PQ), κυτοχρώματα b6 (Cytb6) και f (Cytf), κέντρα Fe-S της πρωτείνης Rieske (FeS R ), η πλαστοκυανίνη (PC) και η φερρεδοξίνη (Fd). P680: Κέντρο αντίδρασης του φωτοσυστήματος ΙΙ, P700: Κέντρο αντίδρασης του φωτοσυστήματος Ι.

Διαχωρισμός Φορτίου Z P680 Q A Ακτινοβολία διέγερσης Φωτοσυλλεκτική κεραία (LHC) Φθορισμός Διαχωρισμός φορτίου μετά την μεταφορά της δεσμευμένης από την φωτοσυλλεκτική κεραία ενέργειας στο κέντρο αντίδρασης του PSΙΙ. Η πιθανότητα πραγματοποίησης των αντιδράσεων ανασυνδυασμού φορτίου συμβολίζεται με τη διακεκομμένη γραμμή. Z: τυροζίνη Ζ, Q A : κινόνη Α Z P680 * Q A Z + P680 Q - A Φωτόλυση του Η 2 Ο 4 φωτόνια e- Z Η Ο 2 Ο 2 e- e- 2Η + So Η + S4 Η + P680 e- S3 S1 S2 Φωτόλυση του νερού Φωτοσυνθετική μεταφορά ηλεκτρονίων Κατά την φωτόλυση του Η 2 Ο η απελευθέρωση των ηλεκτρονίων και των πρωτονίων μέχρι την έκλυση Ο 2 γίνεται σε τέσσερα στάδια (S1, S2, S3 & S4). Video Photosystem II: http://vcell.ndsu.nodak.edu/animations/photosystemii/movie-flash.htm

Allen (2004) Trends in Plant Science 9: 130-137 Μεταφορά Ηλεκτρονίων και Πρωτονίων στο Cytb 6 f

Ροή Ηλεκτρονίων και Φωτοφωσφορυλίωση Κατά τη διάρκεια της φωτοσυνθετικής μεταφοράς των ηλεκτρονίων μεταφέρονται H + από το στρώμα στο μικροχώρο και ως εκ τούτου δημιουργείται μια διαβάθμιση πρωτονίων μεταξύ των δύο πλευρών της μεμβράνης των θυλακοειδών (στρώματος και μικροχώρου). H δύναμη κίνησης πρωτονίων (pmf), που δημιουργείται από τη διαβάθμιση των πρωτονίων ορίζεται από τον παράγοντα του δυναμικού της μεμβράνης (Δψ) και τη διαβάθμιση της συγκέντρωσης των H + (ΔpH). H σύνθεση του ATP από ADP, Pi και πρωτόνια καταλύεται από ένα πρωτεϊνικό σύμπλοκο, που είναι γνωστό ως ATP-συνθάση ή ATP-άση. Όταν η παραγωγή ATP γίνεται από τη διαβάθμιση πρωτονίων που προκύπτει από τη μη-κυκλική ροή ηλεκτρονίων τότε μιλάμε για μη-κυκλική φωτοφωσφορυλίωση, ενώ αντίστοιχα όταν προκύπτει από την κυκλική ροή ηλεκτρονίων τότε μιλάμε για κυκλική φωτοφωσφορυλίωση. Video 1 Light reactions: http://vcell.ndsu.nodak.edu/animations/photosynthesis/movie-flash.htm Video 2 Light reactions: http://www.youtube.com/watch?v=isyksgqpnvy

Kramer et al. (2004) Trends in Plant Science 9: 349-357 Μη-Κυκλική και Κυκλική Φωτοφωσφορυλίωση

Video 3 Light Reactions: http://www.khanacademy.org/science/biology/photosynthesis/v/photosynthesis--light-reactions-1 Video 4 Light Reactions: http://www.khanacademy.org/science/biology/photosynthesis/v/photosynthesis---light-reactions-and-photophosphorylation

Λειτουργικές μορφές ATP-άσης ADP Ανενεργός Μορφή h.ν ADP ATP Μορφή Υδρολάσης 3H + ADP + Pi Μορφή Συνθάσης ADP+ Pi ATP Η ATP-άση στους χλωροπλάστες μπορεί να παρουσιαστεί σε τρείς διαφορετικές μορφές, μια ανενεργή και δύο ενεργές μορφές. Στο σκοτάδι η ενεργή μορφή μεταπίπτει γρήγορα σε ανενεργή με τη σύνδεση ενός μορίου ADP στο CF1 μέρος του ενζύμου. Με το φωτισμό και τη δημιουργία της διαφοράς δυναμικού μεταξύ μικροχώρου και στρώματος λόγω φωτοσύνθεσης, το ADP απομακρύνεται από τη ρυθμιστική θέση του CF1 με αποτέλεσμα την αλλαγή της δομής αλλά και του ενεργού κέντρου της ATP-άσης, που λειτουργεί ως συνθάση μετατρέποντας ADP + Pi σε ATP. Σε υψηλές εντάσεις ακτινοβολίας, η φωτοφωσφορυλίωση είναι τόσο υψηλή ώστε μετατρέπεται κάθε μόριο ADP σε ATP. Έτσι, αν ακολουθήσει σκοτάδι ή πολύ χαμηλής έντασης ακτινοβολία, δεν υπάρχει ADP για να συνδεθεί με το CF1 και να απενεργοποιήσει την ATP-άση. Σε αυτή την περίπτωση, η ATP-άση ενεργεί ως υδρολάση, όπου το ενεργό της κέντρο υδρολύει το ATP σε ADP + Pi, έως ότου δημιουργηθούν τόσα μόρια ADP, όσα απαιτούνται για να προσδεθούν στο CF1 και να απενεργοποιηθεί η ATP-άση. Video ATP: http://www.khanacademy.org/science/biology/photosynthesis/v/atp--adenosine-triphosphate

Κύκλος του Calvin (Σκοτεινές Αντιδράσεις) Η παραγωγή ATP και NADPH από τις φωτεινές αντιδράσεις της φωτοσύνθεσης επενδύονται στον κύκλο του Calvin για την μετατροπή του ανόργανου άνθρακα σε οργανική ύλη. Η καρβοξυλίωση τριών μορίων 1,5-διφωσφορικής ριβουλόζης παράγει έξι μόρια 3-φωσφογλυκερικού οξέος (φάση καρβοξυλίωσης). Μετά τη φωσφορυλίωση της καρβοξυλικής ομάδας, το 1,3-διφωσφογλυκερικό οξύ ανάγεται σε έξι μόρια 3-φωσφογλυκεραλδεϋδης (φάση αναγωγής). Από το σύνολο των έξι μορίων 3- φωσφογλυκεραλδεϋδης, το ένα αντιπροσωπεύει την καθαρή αφομοίωση τριών μορίων CO 2, ενώ τα άλλα πέντε αναγεννούν τα τρία αρχικά μόρια της 1,5-διφωσφορικής ριβουλόζης (φάση αναγέννησης). http://en.wikipedia.org/wiki/carbon_dioxide

Taiz and Zeiger Φυσιολογία Φυτών (επιμέλεια Κ. Θάνος) ISBN 978-960-98123-9-9 Video Calvin cycle: http://www.khanacademy.org/science/biology/photosynthesis/v/photosynthesis---calvin-cycle