Fotosinteza.docx

Svetla faza (fotohemijska faza) Transportni lanci elektrona u cikličnoj i necikličnoj fotofosforilaciji U hloroplastima se na tilakoidima nalaze pigmenti i enzimi koji zajedno nagrade dva fotosistema: FS1 i FS2. Kada molekul hlorofila apsorbuje svetlost, njegov elektron na spoljnoj orbitali postaje pobuđen, usled viška energije, pa napušta molekul hlorofila. Oslobođeni elektron prihvataju prenosioci (transportni lanac elektrona), koji su poređani tako da elektron uvek sa višeg prelazi na niži energetski nivo. Prelaskom sa višeg na niži energetski nivo elektron otpušta deo energije koju prima ADP-a i pretvara se u ATP. ATP predstavlja glavni izvor energije u ćeliji za sve njene funkcije. Svetlosna energija, pretvorena u električnu (energija elektrona) je krajnje transformisana u korisnu hemijsku energiju. Sinteza ATP u svetloj fazi fotosintezi naziva se fotofosforilacija i može biti: ciklična, u kojoj elektron izbačen iz fotosistema1 preko niza prenosilaca (transportni lanac elektrona) ponovo vraća u FS1; u ovom procesu ne učestvuje NADP; neciklična-U necikličnoj fosforilaciji krajnji primalac elektrona je koenzim NADP koji primanjem elektrona postaje redukovani NADPH. Fotosistem 1 svoj izgubljeni elektron nadoknađuje iz FS 2, a FS 2 nadoknađuje elektron iz vode. Voda se razlaže na kiseonik (odlazi u atmosferu) i vodonikove jone koje prihvata NADP i postaje NADPH2. Prema tome, voda je primarni davalac, a NADP krajnji primalac elektrona u svetloj fazi. Krajnji proizvodi svetle faze su: Kiseonik, ATP i redukovani NADPH2. ATP i NADPH2 odlaze u tamnu fazu, a kiseonik se ispušta u atmosferu. Tamna faza (termohemijska faza) Proizvodi svetle faze, ATP (sadrži energiju) i NADPH2 (donosi vodonik poreklom iz vode), se koriste u tamnoj fazi da bi se neorganski ugljenik iz CO2 ugradio u organska jedinjenja. To se naziva fiksacija ugljenika i izvodi se u Kalvinovom ciklusu u stromi hloroplasta. Početno jedinjenje ovog ciklusa je istovremeno i završno i naziva se ribulozodifosfat (RuDP). Ugljen-dioksid iz atmosfere ulazi u ćeliju (hloroplaste) i vezuje se za RuDP (ima 5C atoma) pri čemu nastaje jedno nestabilno jedinjenje sa 6 C atoma koje se razlaže na dva molekula fosfoglicerinske kiseline (sa po tri S atoma). Da je to prvi stabilan proizvod tamne faze fotosinteze otkrio je Kalvin i za to otkriće 1961. g. dobio Nobelovu nagradu za hemiju. Preko niza proizvoda u toku ciklusa opet se stvara RuDP. Pri okretanju jednog Kalvinovog ciklusa u organska jedinjenja se ugradi jedan C atoma iz CO2. Znači, da bi nastao jedan molekul fruktoze ciklus mora da se okrene 6 puta. U najkraćim crtama Sunčeva energija se transformiše u hemijsku (molekuli ATP-a) u svetloj fazi pomoću hlorofila. Razgradnjom ATP-a na ADP, u tamnoj fazi, fosfatna grupa iz ATP se vezuje za jedinjenja, obogaćuje ih energijom i omogućava odvijanje reakcija u Kalvinovom ciklusu. NADPH2 donosi vodonik (nastao u svetloj fazi razlaganjem vode) koji se ugrađuje u organska jedinjenja.

Oksidativna razgradnja šećera-Razgradnja ugljenih hidrata (šećera) odvija se u dve faze: Glikolizu Krebsov ciklus. Glikoliza Glikoliza-Dešava se u citoplazmi ćelije u odsustvu kiseonika pa se naziva i anaerobnom fazom disanja. Sastoji se u razlaganju fruktoze (ima 6 C atoma) do 2 molekula pirogrožđane kiseline (3C atoma). Pri tome se oslobađa energija u obliku ATP i redukovanog koenzima NADH++H+. Pirogrožđana kiselina se dalje može razlagati u: anaerobnim uslovima (kod mikroorganizama bakterija, kvasaca koji žive u uslovima bez kiseonika) aerobnim uslovima (ćelije organizama koji koriste kiseonik) Kod anaerobnih organizama, kakvi su npr. bakterije iz roda Lactobacillus ili kvasci Saccharomyces, pirogrožđana kiselina se dalje može se razlagati na dva načina: mlečno-kiselinskim vrenjem u kome se pod uticajem posebnih bakterija kao krajnji proizvod dobija mlečna kiselina; alkoholnim vrenjem koje se vrši u prisustvu kvasaca i kao krajnji proizvod daje etil alkohol. Dalje razlaganje pirogrožđane kiseline kod aerobnih organizama ide kroz cikličan proces nazvan Krebsov ciklus. Krebsov ciklus Nazvan je po Hans Adolfu Krebsu koji ga je otkrio 1937. da bi tek 1953. god. za to otkriće dobio Nobelovu nagradu. Pirogrožđana kiselina iz citosola ulazi u mitohondrije gde reaguje sa koenzimom A (CoA) pri čemu nastaje acetilkoenzim A (acetil-CoA). Acetil-CoA reaguje sa oksalo-sirćetnom kiselinom i nastaje limunska kiselina kao prvi proizvod Krebsovog ciklusa. Zbog toga se ovaj ciklus naziva još i ciklus limunske kiseline, a s obzirom da ta kiselina sadrži tri karboksilne grupe (COOH) i ciklus trikarboksilne kiseline. Ostale reakcije dovode, preko niza međuproizvoda, do: obrnavljanja (regeneracije) oksalo-sirćetne kiseline,ona je, zahvaljujući tome, stalno prisutna u ćeliji; oslobađanja 2 molekula ugljen-dioksida sinteze jedinjenja bogatih energijom,redukovanih koenzima: NADH++H+ FADH++H+ Redukovani koenzimi se uključuju u narednu fazu disanja,odnosno, u transport elektrona.