- Tham gia
- 14/12/2008
- Bài viết
- 18.532
| Photosynthesis Non Cyclic Electron Flow and The Calvin Cycle Amusical Lecture by Glenn Wolkenfeld Thanks for joining us for Episode Two, Wher more ‘bout photosynthesic waits for you. We last saw how plant cells create, O¬¬2, ATP, and NADPH. Now we’ll start with a twist on the light reactions, Called cyclic flow, we’ll see how it happens. Then we will investigate how the Calvin Cycle makes carbohydrate. (Part I, Cyclic Electron Flow) Non – cyclic flow is also called the “Z – scheme” Put Z on its site and see what I mean. Electrons rise in energy then fall and rise again. Making ATP and NADPH my friends. A variation on this is cyclic flow. Which makes ATP, no NADPH or O. Cyclic flow results from the Calvin Cycle’s needs. It uses less NADPH than ATP. NADPH buildup has the repercussion, of inhibiting NADP+ reduction. ‘cause NADPH clogs up reductase. Keepping NADP+ from moving into place. So electrons don’t go to NADP+. They’re clogged, stuck like a pimple’s pus. Where can they go from P700? Nature evolved them a place to flow. A shunt pathway moves them to the ETC. I’m talking ‘bout the one in PS II tou see. These energized alectrons flow and release energy. Which as you know is used to synthesize ATP. ( Part II: Calvin Cycle) Now it’s time to learn the cycle named for Calvin. Which results in the fixation of carbon. Consider that each carbon in your bones, blood and hair, Was once in a CO2 in the air. The Calvin Cycle has three parts. Fixation of carbon is how it starts. The molecules produced rae then reduced. ‘cause reduction is the key thing that happens in part 2. Part 2 is the payoff as you will see. It produces molecule G3P A reduced molecule with lots of energy. And a starting point for all the molecules that cells need. Part 3 sets up conditions for the cycle’s start. By recreating what’s at the cycle’s heart. RuBP (Ribulose Bisphosphate), a five carbon molecule that seems to apparate. ‘Cause RuBP’s at the cycle’s start. Then reappears at the very last part. The role of RuBP at the start and end. Is why this is a cycle like the one named Krebs. The cycle’s inputs are know to you: NADPH and ATP and CO2 Fixation of carbon is catalyzed by RuBP Carboxylase Enzyme This enzyme’s nickname you should know. Sounds like a cookie maker: it’s RUBISCO. An enzyme so old it was already here, Before O2 accumulated in the air. The CO2 enters through leaf stoma, diffusing through the leaf and arriving at the stroma. There RuBisCO grabs it in its active site, and squeezes it with RuBP tight. RuBP has carbons five, it has two phosphates, one on each side. When CO2 combines with RuBP it makes a six carbon compound you won’t see. It instantly dissociates into two 3 – phosphoglycerates, Each with three carbons and one phosphate. Each gets phosphorylated to bisphosohoglycerate. Phosohorylated means that each receives aphosphate group from ATP. This phospharylation, is followed by reduction. And you know there’s an enzyme with the function. Of taking electrons and H from NADPH and adding them to to bisphosphoglycerate. Take off a phosphate for Glycealdehyde – Phosphate. A starting point for compounds like carbohydrates. (Part III: Calvin Cycle, conclusion) Glyceraldehyde- 3 – phosphat, known as G3P, as a product cells harvest, and I hope you see, how light reactions NADPH and ATP, are needed to fix CO2 and make organic energy. And to complete the cycle we must now regenerate. The starting point of Calvin Cycle ribulose bisphosphate. The intermediates involved in taking G3Ps, And recombining them into RuBPs. Are too much for freshman biology. You can get the details when you get yors Ph. D. But know for now that to get 3 RuBPs from 5 G3Ps cost 3 ATPs! (Part IV: Conclusion) Now this journey ends whit its emphasis, On the reaction of photosynthesis. For over four billion years it’s been the food chains basis. In fossils from that era you can see the traces, Of tiny cells with prokaryotic form. Stromatolites that lived in waters warm. Through photosynthesis they transformed our planet, So aerobic life can live upon it. And so evolved sentient beings who can analyze, How photoautotrophs can photosynthesize. You could say that photosynthesis gave birth to codiyions for cons ciousness on Planet Earth! | Quang Tổng Hợp Con đường chuyển hóa điện tử không vòng và chu trình Calvin Bài giảng âm nhạc trình bày bởi Glenn Wolkenfeld Cám ơn các bạn đã tham gia với chúng tôi tiếp bài giảng 2 Nơi những kiến thức về quang tổng hợp sẽ được đưa đến nhiều hơn cho bạn Chúng ta đã được biết tế bào thực vật tạo khí oxy, phân tử ATP và NADPH (bài giảng 1) Bây giờ chúng ta bắt đầu với mối liên hệ của chu trình sáng Được gọi là sự truyền electron theo con đường vòng, chúng ta sẽ cùng xem chu trình này diễn ra như thế nào Sau đó chúng ta sẽ nghiên cứu về cách thức chu trình Calvin tạo hợp chất carbonhydrate. Phần I: Chu trình chuyển hóa điện tử theo con đường vòng Con đường chuyển hóa electoron không vòng còn được gọi là “sơ đồ hình chữ Z”. Đặt sơ đồ hình chữ Z này nằm ngang và nhìn những gì tôi giải thích. Electron đi lên mức năng lượng cao hơn rồi lại xuống mức thấp hơn và lặp lại. Tạo ra cả hợp chất ATP và NADPH Đây là sự khác nhau với con đường vòng Chỉ tạo ra ATP, mà không tạo ra NADPH hoặc Oxy. Sản phẩm của con đường vòng được sử dụng trong chu trình Calvin Chu trình Calvin sử dụng ít NADPH hơn ATP NADPH được tạo ra tác động trở lại, ngăn chặn sự suy giảm NADP+ Cản trở sự khử NADPH Ngăn việc NADP+ bị phân tán vào không gian Do đó electron không đến NADP+ Chúng bị cản lại, dính như \"mủ\" của \"mụn nhọt\" vậy Chúng có thể đi ra từ quang hệ I (P700) rồi đến đâu? Tự nhiên đã cho sẵn chúng (electron) 1 vị trí để truyền đến Một con đường chuyển hướng giúp chúng di chuyển tới ETC (cytochrome complex) Tôi đang nói về quang hệ II mà bạn đang nhìn thấy Sự chuyển hóa năng lượng eleactron sẽ phóng thích năng lượng. Năng lượng này được sử dụng để tổng hợp ATP Phần II: Chu trình Calvin Bây giờ là thời gian học về chu trình được mang tên là Calvin Kết quả của chu trình là sự cố định carbon Dường như carbon có khắp ở trong xương, máu và tóc của bạn Và cả trong khí cacbonic từ không khí. Chu trình Calvin gồm 3 giai đoạn Giai đoạn 1: Sự cố định carbon bắt đầu như thế nào Các phân tử tạo ra sau đó được khử Sự khử là chìa khóa để mọi thứ ở giai đoạn 2 diễn ra Giai đoạn 2 có vai trò hữu ích như các bạn sẽ thấy Nó tạo ra phân tử G3P (3-phospho-glycerat) Sự khử phân tử tốn rất nhiều năng lượng Và là điểm khởi đầu cho quá trình tạo thành các phân tử mà tế bào cần. Giai đoạn 3 là các điều kiện cho sự bắt đầu chu trình Bằng việc giải đáp được câu hỏi trung tâm của chu trình là gì RuBP (Ribulose Bisphosphate) - 1 phân tử hợp chất hữu cơ 5 carbon dường như... apparate RuBP là chất làm cho chu trình được bắt đầu Sau đó lại xuất hiện lại vào cuối chu trình Vai trò của RuBP tại lúc bắt đầu và khi kết thúc chu trình Đây là điểm làm cho chu trình này giống một chu trình mang tên Krebs Đầu vào của chu trình như những gì bạn biết: NADPH, ATP và khí carbonic Sự cố định carbon được xúc tác bởi enzym RuBP carboxylase Có một cái tên thường gọi của loại enzym này mà bạn nên biết Âm điệu của nó giống như một tiệm làm bánh: là RUBISCO Một enzym đã xuất hiện và tồn tại rất lâu rồi, giờ xuất hiện ở đây Trước cả khi khí oxy được tích tụ và xuất hiện trong khí quyển Khí CO2¬ hấp thụ vào lá, thông qua khí khổng, khuếch tán vào lá và di chuyển tới stroma (nơi xảy ra giai đoạn tối của quang hợp). Rubisco chứa trong cấu trúc hoá học của nó 1 trung tâm hoạt động và chúng gắn chặt RuBP vào đó Phân tử RuBP có 5 nguyên tử carbon, và hai gốc phosphate, gắn ở carbon số 1 và carbon số 5 Khi phân tử CO2 kết hợp với RuBP sẽ tạo thành 1 phân tử hữu cơ 6 carbon nhưng các bạn không thể nhìn thấy Vì ngay lập tức nó bị phân tách ra thành 2 phân tử 3-phosphoglycerates Mỗi phân tử gồm 3 nguyên tử carbon và 1 gốc phosphate Mỗi phân tử được phosphoryl hóa tạo bisphosohoglycerate. Sự phosphoryl hóa là sự gắn gốc phosphat PO43- từ phân tử ATP Sự phosphoryl hóa này được theo sau liền bởi sự khử Và bạn biết có 1 enzym thực hiện chức năng này Chuyển điện tử và 1 nguyên tử Hydro từ phân tử NADPH kết hợp chúng vào phân tử bisphosphoglycerate Loại một gốc phosphate để bisphosphoglycerate trở thành phân tử Glysceraldehyde - phosphate Chất khởi đầu cho sự tạo hợp chất carbonhydrate Phần III: Chu trình Calvin, giai đoạn cuối - Sự tái sinh RuBP Glyceraldehyde- 3 – phosphat được biết là phân tử G3P Là một sản phẩm mà tế bào có thể thu nhận được, tôi hy vọng bạn biết điều đó Bằng cách nào ánh sáng phản ứng với NADP và ATP Điều này cần hỗn hợp khí carbonic và năng lượng từ vật chấ hữu cơ Và để hoàn thành chu trình, chúng ta phải thực hiện sự tái sinh chất bây giờ Chất khởi đầu của chu trình Calvin - hợp chất ribulose phosphate Chất trung gian trong quá trình tạo phân tử G3P Và kết hợp chúng trong thành phân tử RuBP Những kiến thức này có thể quá tải đối với sinh viên năm nhất ngành sinh học Bạn có thể đi sâu hơn khi học tiếp lên thạc sỹ, hoặc tiến sĩ Nhưng bây giờ bạn cần biết rằng: để tạo 3 phân tử RuBP thì cần 5 phân tử G3P và 3 phân tử ATP Phần IV: Kết luận Bây giờ quá trình đã kết thúc với tầm quan trọng của nó Phản ứng của quá trình quang hợp Cho hơn 4 triệu năm với những chuỗi thức ăn căn bản Các hóa thạch bạn thấy từ các vết tích của các kỷ nguyên đã qua. Của những tế bào nhỏ xíu với hình thức động vật đơn bào Với các vật chất nền sống trong những dòng nước nóng Nhờ quang hợp, chúng đã làm thay đổi hành tinh của chúng ta. Có thể sống trong một môi trường thiếu không khí Và “phát triển” các “cảm giác” mà chúng ta có thể phân tích Nhờ vào cách các sinh vật quang tự dưỡng có thể quang tổng hợp Bạn có thể nói rằng quá trình quang tổng hợp đã đem tới cho chúng ta những hiểu biết để nghiên cứu về Hành tinh xanh. |
