واکنش های فتوسنتزی

واکنش های فتوسنتزی را در دو گروه واکنش های وابسته به نور و مستقل از نور قرار می دهند. در ادامه به معرفی این دو نوع واکنش می پردازیم.

🔔واکنش های وابسته به نور : واکنش های تیلاکوئیدی
🔶وقتی نور به مولکول های رنگیزه می تابد، الکترون انرژی می گیرد و ممکن است از مدار خود خارج شود. به چنین الکترونی، الکترون برانگیخته می گویند، زیرا پر انرژی و از مدار خود خارج شده است. الکترون برانگیخته ممکن است با انتقال انرژی به مولکول رنگیزه بعدی، به مدار خود برگردد یا از رنگیزه خارج و به وسیله رنگیزه یا مولکولی دیگر گرفته شود

🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷

🔶در فتوسنتز، انرژی الکترون های برانگیخته در رنگیزه های موجود در آنتن ها از رنگیزه ای به رنگیزه دیگر منتقل و در نهایت، به مرکز واکنش می رود و در آنجا سبب ایجاد الکترون برانگیخته در سبزینه a و خروج الکترون از آن می شود.

🔶الکترون برانگیخته از فتوسیستم 2 بعد از عبور از زنجیره انتقال الکترون به مرکز واکنش در فتوسیستم 1 می رود. همچنین، الکترون برانگیخته از فتوسیستم ۱ در نهایت به مولکول ⁺NADP می رسد. (نیکوتین آمید آدنین دی نوکلئوتید فسفات)

🔶دو نوع زنجیره انتقال الکترون در غشای تیالکوئید وجود دارد. یک زنجیره بین فتوسیستم 2 و فتوسیستم 1 و دیگری بین فتوسیستم 1 و ⁺NADP قرار دارد.⁺NADP با گرفتن دو الکترون، بار منفی پیدا می کند و با ایجاد پیوند با پروتون به مولکول NADPH تبدیل می شود.

🔶با توجه به شکل در می یابیم الکترونی که از سبزینه a در مرکز واکنش فتوسیستم 2 می آید، کمبود الکترون سبزینه a در فتوسیستم 1 را جبران می کند، امّا کمبود الکترون سبزینه a در فتوسیستم 2 چگونه جبران می شود؟

🔶تجزیه نوری آب: مولکول های آب تجزیه می شوند و الکترون های حاصل از آن به فتوسیستم ۲ می روند. تجزیه آب به علت فرآیندهایی است که به اثر نور مربوط می شود. بنابراین به آن، تجزیه نوری آب می گویند. تجزیه نوری آب در فتوسیستم ۲ و در سطح داخلی تیالکوئید انجام می شود.

حاصل تجزیه آب در فتوسیستم ۲ ،الکترون، پروتون و اکسیژن است. الکترون ها، کمبود الکترونی سبزینه a در مرکز واکنش فتوسیستم ۲ را جبران می کنند و پروتون ها در فضای درون تیالکوئیدها تجمع می یابند.

🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷

🔔ساخته شدن ATP در فتوسنتز
🔶یکی از اجزای زنجیره انتقال الکترون که بین فتوسیستم 2 و 1 قرار دارد، پروتئینی است که یون های ⁺H را از بستره به فضای درون تیلاکوئیدها پمپ می کند. بنابراین، با گذشت زمان تعدادی پروتون از بستره به فضای درون تیلاکوئید وارد می شود.

🔶همچنین دانستیم که تعدادی پروتون از تجزیه آب، درون فضای تیلاکوئید به وجود می آید. در نتیجه، به تدریج بر تراکم پروتون ها در فضای درون تیلاکوئیدها نسبت به بستره افزوده می شود. پروتون ها بر اساس شیب غلظت خود می خواهند از فضای درون تیلاکوئید به بستره بروند، امّا نمی توانند از طریق انتشار از غشای تیلاکوئید عبور کنند. پس، پروتون ها از چه راهی به بستره میروند؟

🔶در غشای تیلاکوئید مجموعه ای پروتئینی به نام آنزیم ATP ساز وجود دارد. این آنزیم مشابه آنزیم ATP ساز در راکیزه است. پروتون ها فقط از طریق این آنزیم می توانند به بستره منتشر شوند. همانند آنچه در راکیزه رخ می دهد، همراه با عبور پروتون ها از این آنزیم، ATP ساخته می شود. به ساخته شدن ATP در واکنش های نوری، ساخته شدن نوری ATP می گویند، زیرا حاصل فرایندی است که با نور به راه می افتد.

🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷

🔔واکنش های مستقل از نور: واکنش های تثبیت کربن
🔶می دانیم که در فتوسنتز، مولکول های CO2 به قند تبدیل می شوند. ساخته شدن این مولکول همانند تجزیه آن به یکباره رخ نمی دهد. عدد اکسایش اتم کربن در مولکول قند، نسبت به کربن در مولکول CO2، کاهش یافته است، بنابراین گیاه برای ساختن قند، به انرژی و منبعی برای تأمین الکترون نیاز دارد که از واکنش های وابسته به نور تأمین می شوند.

🔶ساخته شدن قند در چرخه ای از واکنش ها، به نام چرخه کالوین رخ می دهد. این واکنش ها در بستره سبزدیسه انجام می شوند.در چرخه ی کالوین CO2 با قندی پنج کربنی به نام ریبولوز بیس فسفات ترکیب و مولکول شش کربنی ناپایداری تشکیل می شود.

🔶افزوده شدن CO2 به مولکول پنج کربنی، با آنزیم روبیسکو (ریبولوزبیس فسفات کربوکسیلاز ـ اکسیژناز) و فعالیت کربوکسیلازی آن (تشکیل گروه کربوکسیل) انجام می شود. هر مولکول شش کربنی که ناپایدار است، بلافاصله تجزیه و دو مولکول اسید سه کربنی ایجاد می کند. این مولکول ها در نهایت به قندهای سه کربنی تبدیل می شوند.

🔶همانطور که در شکل می بینید، تعدادی از این قندها برای ساخته شدن گلوکز و ترکیبات آلی دیگر و تعدادی نیز برای بازسازی ریبولوزبیس فسفات به مصرف می رسند.

🔶گرچه واکنش های کالوین مستقل از نور انجام می شوند، امّا انجام این واکنش ها وابسته به ATP و NADPH حاصل از واکنش های نوری است. در چرخه کالوین دیدیم که CO2 برای ساخته شدن ترکیب آلی به کار میرود. به فرآیند استفاده از CO2 برای تشکیل ترکیب های آلی تثبیت کربن می گویند.

🔶دیدیم اوّلین ماده آلی پایدار ساخته شده، ترکیبی سه کربنی است؛ به همین علت به گیاهانی که تثبیت کربن در آنها فقط با چرخه کالوین انجام می شود، گیاهان C3 می گویند. اکثر گیاهان C3 هستند؛ گرچه انواع دیگری از تثبیت کربن در طول حیات گیاهان روی زمین نیز شکل گرفته است که در گفتار بعد به آنها می پردازیم.

🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷

🔔اثر محیط بر فتوسنتز
🔶بدیهی است فرایندی مانند فتوسنتز تحت تأثیر محیط باشد به نظر شما چه عوامل محیطی بر فتوسنتز اثر می گذارند؟
با توجه به واکنش کلی ، انتظار داریم نور و CO2 از عوامل مؤثر بر فتوسنتز باشند. مشاهدات نشان می دهد، میزان CO2 ، طول موج، شدت و مدت زمان تابش نور بر فتوسنتز اثر می گذارند.از طرفی فتوسنتز فرایندی آنزیمی است و می دانیم بیشترین فعالیت آنزیم ها در گستره دمایی خاص انجام می شود، بنابراین دما نیز بر فتوسنتز اثر می گذارد. همچنین خواهیم دید که میزان اکسیژن نیز بر فتوسنتز اثر دارد.

نمودار زیر تأثیر میزان اکسیژن بر میزان فتوسنتز در گیاه C3 را نشان می دهد.

نکات کنکوری

واکنش های وابسته به نور : واکنش های تیلاکوئیدی

📌 وقتی نور به مولکول های رنگیزه می تابد، الکترون انرژی میگیرد و ممکن است از مدار خود خارج شود. به چنین الکترونی، الکترون برانگیخته می گویند، زیرا پرانرژی و از مدار خود خارج شده است. الکترون برانگیخته ممکن است با انتقال انرژی به مولکول رنگیزه بعدی، به مدار خود برگردد یا از رنگیزه خارج و به وسیلة رنگیزه یا مولکولی دیگر گرفته شود

📌 در فتوسنتز، انرژی الکترون های برانگیخته در رنگیزه های موجود در آنتن ها از رنگیزه ای به رنگیزه دیگر منتقل و در نهایت، به مرکز واکنش می رود و در آنجا سبب ایجاد الکترون برانگیخته در سبزینة a و خروج الکترون از آن میشود

📌 الکترون برانگیخته از فتوسیستم 2 بعد از عبور از زنجیره انتقال الکترون به مرکز واکنش در فتوسیستم 1 میرود. همچنین، الکترون برانگیخته  از فتوسیستم 1 درنهایت به مولکول NADP+ (پذیرنده الکترون) میرسد

📌 دو نوع زنجیرة انتقال الکترون در غشای تیلاکوئید وجود دارد. یک زنجیره بین فتوسیستم 2 و فتوسیستم 1(زنجیره بلند) و دیگری (زنجیره  کوتاه) بین فتوسیستم 1 و  NADP+ قرار دارد.

📌 وقایع زنجیره کوتاه: تامین الکترون های مورد نیاز  NADP+ (تبدیل NADP به NADPH طبق واکنش زیر)

📌 وقایع زنجیره بلند: تامین الکترون های مورد نیاز فتوسیستم 1 + تامین انرژی لازم برای پمپ موجود در غشای تیلاکوئید + تامین انرژی لازم برای ساختن شدن نوری ATP(به صورت غیر مستقیم)

📌 فتوسیستم 2 به فتوسیستم 1 الکترون میدهد. پس کمبود الکترونی فتوسیستم 1 توسط فتوسیستم 2 ، جبران میشود.

📌 کلروفیل a  (P680)  در مرکز واکنش فتوسیستم 2 ، الکترون های خود را توسط زنجیره به کلروفیل ( P700 ) a در مرکز واکنش فتوسیستم 1 منتقل میکند. در این فرایند کلروفیل P680 اکسایش یافته و کلروفیل P700 احیا (کاهش) می یابد.

📌 تنها الکترون های کلروفیل a در مرکز واکنش فتوسیستم اگر به خوبی برانگیخته شوند وارد زنجیره انتقال الکترون میشوند.

انواع رنگیزه در جانداران

📌 ترکیبات رنگی در واکوئول ها (اندامک تک غشایی) و رنگ دیسه (کروموپلاست = اندامک دو غشایی دنادار)، پاداکسنده (آنتی اکسیدان) اند. ترکیبات پاداکسنده در پیشگیری از سرطان و بهبود کارکرد مغز و اندام های دیگر نقش مثبتی دارند

📌 در طول موج 500 الی 600 نانومتر کمترین جذب نوری و بیشترین انعکاس نور صورت میگیرد

📌 کلروفیل در کلروپلاست حضور دارد نه سایر پلاست ها

📌 در آمیلوپلاست ترکیبات رنگی و رنگیزه وجود ندارد

📌 کاروتنوئید در پلاست (کلروپلاست و کروموپلاست) دیده میشود

گفت وگو کنید

📌 اسپیروژیر نوعی یوکاریوت ، آغازی ، جلبک رشته ای و پرسلولی است. اسپیروژیر کلروپلاست های نواری دراز دارد. در کلروپلاست ، فتوسیستم ، زنجیره انتقال الکترون ، مجموعه پروتئینی ATPساز و … وجود دارد

📌 اندازه هر یاخته اسپیروژیر بیشتر از 100 میکرومتر است

📌 در هر سلول اسپیروژیر یک هسته وجود داشته که توسط رشته هایی به غشای پلاسمایی و دیواره اتصال یافته است

📌 هسته اسپیروژیر در نزدیکی یک انتهای یاخته قرار دارد

📌 در همه طیف های نوری باکتری در مجاور اسپیروژیر است

📌 طبق شکل کتاب درسی در تمام طول موج های نور مرئی فتوسنتز رخ میدهد.

📌 در نور آبی و قرمز ، میزان فتوسنتز (تولید اکسیژن- تجمع باکتری ها) ، بیشتر از نورهای سبز و زرد است

بررسی اجزای کلروپلاست با توجه به شکل تیلاکوئید

📌 پروتئین ناقل بین فتوسیستم 2 و پمپ ، ظاهری کروی داشته و بین دو لایه فسفولیپیدی غشای تیلاکوئید قرار گرفته است. این پروتئین تمام عرض غشا را طی نکرده است و پروتئین سراسری محسوب نمیشود

📌 پمپ و مجموعه پروتئینی ATP ساز به یونهای هیدروژن (پروتون)اجازه عبور میدهند.

📌 فتوسیستم ها و پروتئین ناقل بین فتوسیستم 2 و پمپ ، به پروتون ها اجازه عبور نمیدهند

📌 پمپ پروتون ها را در خلاف شیب غلظت (با مصرف انرژی زنجیره انتقال الکترون) از بستره به درون تیلاکوئید جا به جا میکند

📌 بخش کانالی مجموعه پروتئینی ATP ساز ، پروتون ها را در جهت شیب غلظت از درون تیلاکوئید به درون بستره منتقل میکند

📌 تجزیه نوری آب در فتوسیستم 2 و در سطح داخلی تیلاکوئید انجام میشود

📌 پروتئین شماره 2 فقط با لایه داخلی غشای تیلاکوئید در تماس است

📌 بخش باریک پمپ انتقال دهنده پروتون با فضای درون تیلاکوئید در تماس است

تجزیه نوری آب

📌 تجزیه آب به علت فرایندهایی است که به اثر نور مربوط میشود. بنابراین به آن، تجزیه نوری آب میگویند. مولکول های آب تجزیه میشوند و الکترون های حاصل از آن به فتوسیستم 2 میروند.

📌 در غیاب نور (تاریکی) مولکول آب در تیلاکوئید تجزیه نمیشود. بنابراین دیگر زنجیره انتقال الکترون ، فعالیت پمپ تیلاکوئیدی ، تولید NADPH و تولید ATP نوری رخ نخواهد داد.

📌 تجزیه نوری آب در فتوسیستم 2 و در سطح داخلی تیلاکوئید انجام میشود. حاصل تجزیه آب در فتوسیستم 2 ،الکترون  (2 عدد)، پروتون (2 عدد) و (یک اتم) اکسیژن است.

📌 الکترون های حاصل از تجزیه آب ، کمبود الکترونی سبزینه ( P680 ) a در مرکز واکنش فتوسیستم 2 را جبران می کنند و پروتون ها در فضای درون تیلاکوئیدها تجمع می یابن

📌 فتوسیستم با دریافت الکترون کاهش یافته و با از دست دادن الکترون اکسید میشود

📌 الکترون ها پس از خروج از کلروفیل P700 از مرکز واکنش فتوسیستم 1 (و اکسایش آن) از نوعی پروتئین سطحی (شماره3) عبور کرده و وارد پروتئین پذیرنده  NADP+ ( شماره 4 )میشوند و سپس به NADP+  میرسند و در  نهایت درون بستره NADPH تولید میگردد. (در این فرایند NADP+ با دریافت الکترون کاهش (احیا) می یابد.)

📌 فتوسیستم 2 از آب الکترون دریافت میکند. فتوسیستم 1 نیز از فتوسیستم 2 الکترون میگیرد. NADP+ هم از فتوسیستم 1 الکترون دریافت میکند

ساخته شدن ATP در فتوسنتز

📌 یکی از اجزای زنجیره انتقال الکترون که بین فتوسیستم 2 و 1 قرار دارد، پروتئینی است که یونهای  H+ را از بستره به فضای درون تیلاکوئیدها پمپ میکند. بنابراین، با گذشت زمان تعدادی پروتون از بستره به فضای درون تیلاکوئید وارد شده و بر تراکم  H+ درون تیلاکوئید افزوده میشود

📌 پروتون ها بر اساس شیب غلظت خود می خواهند از فضای درون تیلاکوئید به بستره بروند، در غشای تیلاکوئید مجموعه ای پروتئینی به نام آنزیم ATPساز وجود دارد. این آنزیم مشابه آنزیم ATPساز در راکیزه است. پروتون ها فقط از طریق (بخش کانالی) این آنزیم میتوانند به بستره منتشر شوند (در جهت شیب غلظت + از جای بیشتر به جای کمتر + بدون صرف انرژی زیستی).

📌 همانند آنچه در راکیزه رخ میدهد، همراه با عبور پروتون ها از این آنزیم، ATP ساخته میشود. به ساخته شدن ATP در واکنش های نوری، ساخته شدن نوری ATP میگویند، زیرا حاصل فرایندی است که با نور به راه می افتد

📌 بخش آنزیمی مجموعه پروتئینی ATPساز انرژی لازم برای افزودن P به ADP را از انرژی حاصل از شیب غلظت پروتون تامین میکند.

📌 اهداف الکترون خارج شده از فتوسیستم2 : جبران کمبود الکترونی فتوسیستم 1 + تامین انرژی پمپ و وارد کردن پروتون به درون تیلاکوئید (نقش در تولید ATP به صورت غیر مستقیم)

📌 الکترون های خارج شده از فتوسیستم 1 هیچگاه از پمپ عبور نمیکند

📌 زنجیره بلند سبب کاهش فتوسیستم 1 میشود. فتوسیستم 1 هم سبب ایجاد زنجیره کوتاه میشود. زنجیره کوتاه هم سبب ساخت NADPH میشود. پس زنجیره بلند هم به نحوی در ساخت NADPH نقش دارد اما مراقب باشید انرژی لازم برای ساخت NADPH توسط زنجیره بلند تامین نمیشود.

📌 زنجیره بین فتوسیستم 2 و 1(زنجیره بلند) انرژی لازم برای فعالیت پمپ و عبور پروتون از عرض غشای تیلاکوئید را فراهم کرده و سبب کاهش پروتون در بستره و افزایش پروتون درون تیلاکوئید میشود

📌 ساختار های کاهش دهنده تراکم پروتون در بستره : پمپ + پروتئین پذیرنده NADP+

📌 اگر کانال یونی مجموعه پروتئینی غیرفعال شود ، ابتدا تولید ATP در بستره متوقف میشود

📌 اگر در تیلاکوئید آب تجزیه نشود ، ابتدا زنجیره انتقال الکترون متوقف شده و دیگر پمپ تیلاکوئیدی فعالیت نمیکند. در این حالت تراکم پروتون درون تیلاکوئید کاهش یافته و دیگر پروتون (یون هیدروژن) از تیلاکوئید خارج نمیشود

📌 اهداف زنجیره بلند انتقال الکترون: تامین انرژی پمپ + نقش در تولید ATP نوری + جبران کمبود الکترونی کلروفیل ( P700 ) a در فتوسیستم 1( اکسید شدن کلروفیل P680 در فتوسیستم 2 و احیا شدن کلروفیل P700 در فتوسیستم 1)

📌 اهداف زنجیره کوتاه انتقال الکترون: تامین الکترون های NADP (احیا یا کاهش آن) + تولید NADPH (کاهش یا احیا یافتن + NADP – اکسید شدن کلروفیل a( P700 )در فتوسیستم 1)

📌 به ازای تجزیه هر مولکول آب ، دو الکترون ایجاد میشود ، در آینده دو الکترون صرف تولید یک NADPH میشود

📌 تجزیه آب مستقیما سبب کاهش تراکم پروتون در بستره نمیشود.

📌 هر دو زنجیره در کاهش پروتون در بستره نقش دارند : زنجیره بلند با فعال کردن پمپ ، زنجیره کوتاه با ترکیب کردن  NADP+ با پروتون

📌 زنجیره بلند سبب افزیش سطح انرژی ADP و تولید ATP میشود. زنجیره کوتاه سبب افزایش سطح انرژی ، الکترون و هیدروژن در  NADP+ میشود

📌 فتوسیستم 2 ، الکترون خود را ابتدا به پروتئینی (ناقلی) که بین دو لایه فسفولیپدی غشا است وارد میکند.

📌 فتوسیستم 1 ، الکترون های خود را ابتدا به پروتئینی که در سطح تیلاکوئید قرار گرفته است وارد میکند

📌 فتوسیستم ها در غشای تیلاکوئید قرار دارند و با مولکول هایی به نام ناقل الکترون به هم مرتبط میشوند. این مولکول ها میتوانند الکترون بگیرند یا اینکه الکترون از دست بدهند (کاهش و اکسایش)

📌 پذیرنده نهایی زنجیره بلند در تیلاکوئید : کلروفیل P700 در مرکز واکنش فتوسیستم 1

📌 پذیرنده نهایی زنجیره کوتاه در تیلاکوئید : NADP+ (در کالوین بازسازی میشود)

📌 در غشای داخلی کلروپلاست زنجیره انتقال الکترون وجود ندارد

واکنش های مستقل از نور : واکنش های تثبیت کربن

📌 در فتوسنتز، مولکول های CO2 به قند تبدیل میشوند. ساخته شدن این مولکول همانند تجزیه آن به یکباره رخ نمیدهد

📌 گیاه برای ساختن قند (در چرخه کالوین)، به انرژی (… +ATP) و منبعی برای تأمین الکترون           (NADPH)نیاز دارد که از واکنش های وابسته به نور تأمین میشوند

📌 اتفاقات درون بستره: رونویسی + همانندسازی دنای حلقوی + ترجمه و پروتئین سازی + ویرایش در حین همانندسازی + جا به جایی ریبوزوم در حین ترجمه + تولید ATP نوری + تولید NADPH + وقوع چرخه کالوین (تولید و مصرف ترکیب 6 کربنی دو فسفاته ، تولید و مصرف ترکیب های سه کربنی تک فسفاته ، تولید و مصرف مولکول 5 کربنی تک فسفاته ، تولید و مصرف مولکول 5 کربنی دو فسفاته ، مصرف ATP ، مصرف NADPH و فعالیت آنزیم روبیسکو)

📌 اتفاقات درون تیلاکوئید : تجزیه آب + تولید اکسیژن + تولید یون هیدروژن (پروتون)

📌 در چرخة کالوین CO2 با قندی پنج کربنی به نام ریبولوزبیس فسفات ترکیب و مولکول شش کربنی ناپایداری تشکیل میشود. افزوده شدن CO2 به مولکول پنج کربنی، با آنزیم روبیسکو (ریبولوزبیس فسفات کربوکسیلاز- اکسیژناز) و فعالیت کربوکسیلازی آن (تشکیل گروه کربوکسیل) انجام میشود

📌 آنزیم روبیسکو طی فعالیت کربوکسیلازی خود در اولین مرحله از چرخه کالوین ترکیب شش کربنی دو فسفاته ناپایدار تولید میکند.

📌 طبق چرخه کالوین در گام دوم ، ترکیب شش کربنی ناپایدار شکسته شده و دو عدد ترکیب سه کربنی تک فسفاته ایجاد میشود. در این مرحله ATP و NADPH مصرف نمیشوند.

📌 گام (مرحله) 3 : در این مرحله ATP و NADPH به همراه ترکیب سه کربنی تک فسفاته (غیر قندی) مصرف شده و ترکیب سه کربنی تک فسفاته (قندی) ، ADP و NADP+  تولید میشود.

📌 گام 4 : در این مرحله تعدادی از قندهای سه کربنی تازه تشکیل برای ساخته شدن گلوکز و ترکیبات آلی دیگر و تعدادی نیز برای بازسازی ریبولوزبیس فسفات (ترکیب 5 کربنی یک فسفاته) به مصرف میرسند. در این مرحله ATP و NADPH نقش ندارند

📌 گام 5:  در این مرحله(ATP نوعی ناقل انرژی) و ترکیب 5 کربنی تک فسفاته (ریبولوزفسفات) مصرف میشود و در نهایت ADP و ریبولوزبیس فسفات (ترکیب 5 کربنی دو فسفاته) تولید میشود

📌 پیش ماده های آنزیم روبیسکو : ریبولوزبیس فسفات (5 کربنی دو فسفاته) CO2+ (معدنی) + O2 (معدنی)

📌 فرآورده آنزیم روبیسکو : ترکیب 6 کربنی دو فسفاته ناپایدار

📌 یاخته های غلاف در گیاهان دو لپه (مانند C3) کلروپلاست ندارند و فتوسنتز نمی کنند.

📌 یاخته های غلاف در گیاهان تک لپه (مانند C4) توانایی فتوسنتز دارند.

📌 در حین تبدیل مولکول ریبولوز فسفات به ریبولوزبیس فسفات ، NADPH مصرف نمی شود

📌 از تجزیه ترکیب شش کربنی ناپایدار ، اسید سه کربنی تک فسفاته تولید میشود

📌 طی مرحله  5  برای تبدیل ریبولوز فسفات به ریبولوزبیس فسفات ATP مصرف شده و فسفات آنها به ریبولوز فسفات می پیوندد و به صورت آزاد وارد بستره نمی شود.

📌 به ازای تولید هر مولکول آغازگر چرخه (ریبولوز بیس فسفات) ، یک ATP مصرف میشود

📌 به ازای هر CO2 ورودی به چرخه کالوین ، 3 عدد ATP و 2 عدد NADPH مصرف میشود

📌 به ازای مصرف هر اسید سه کربنی تک فسفاته ، یک عدد ATP و یک عدد NADPH  مصرف میشود.

مقایسه گلیکولیز و کالوین

📌 گلیکولیز در سیتوسل و کالوین درون بستره کلروپلاست (اندامک دو غشایی دنای حلقوی دار) رخ میدهد

📌 اولین مرحله گلیکولیز: تولید فروکتوزفسفاته (شش کربنی دو فسفاته ناپایدار)

📌 اولین مرحله کالوین: تولید ترکیب شش کربنی دو فسفاته ناپایدار

📌 تولید قند سه کربنی تک فسفاته در گلیکولیز به دنبال تجزیه فروکتوزفسفاته ناپایدار (بدون مصرف ناقل)

📌 تولید قند سه کربنی تک فسفاته در کالوین با مصرف ناقلین ATP و NADPH

📌 در گلیکولیز و کالوین ، تولید قند سه کربنی تک فسفاته رخ میدهد

📌 در گلیکولیز به ازای مصرف هر مولکول شش کربنی گلوکز ، دو عدد ATP مصرف میشود.  اما در کالوین به ازای مصرف هر مولکول 6 کربنی ، 3 عدد ATP در کل چرخه مصرف میگردد

📌 در گام اول گلیکولیز مصرف ATP رخ میدهد. اما در گلیکولیز تولید پذیرنده الکترون رخ نمیدهد.- در کالوین مصرف ATP و تولید  NADP+ رخ میدهد

📌 در گلیکولیز فسفات به ترکیب سه کربنی تک فسفاته (قندفسفاته) میپیوندد. و در کالوین فسفات به ریبولوز فسفات (ترکیب 5 کربنی تک فسفاته) اضافه میشود

📌 در گلیکولیز قند فسفاته (ترکیب سه کربنی تک فسفاته) با از دست دادن الکترون به اسید دو فسفاته (ترکیب سه کربنی دو فسفاته) تبدیل میشود. در کالوین مولکول 6 کربنی ناپایدار تجزیه شده و اسید سه کربنی تک فسفاته تولید میشود. در این فرایند ترکیب مذکور الکترون از دست نمی دهد

📌 در هر دو ، ترکیب شش کربنی دو فسفاته ناپایدار ایجاد شده که پیوند کربن – کربن در آنها شکسته شده و ترکیب سه کربنی تک فسفاته ایجاد میشود

📌 در گلیکولیز پذیرنده الکترون  (NAD+) مصرف شده و حامل الکترونی (NADH) تولید میشود. در کالوین حامل الکترونی (NADPH) مصرف  شده و پذیرنده الکترونی  (NADP+) تولید میشود

📌 در گلیکولیز میزان فسفات آزاد کاسته میشود. در کالوین میزان فسفات آزاد در یاخته افزایش می یابد

اثر محیط بر فتوسنتز

📌 عوامل موثر بر فتوسنتز : نور + میزان  CO2میزان  O2+طول موج نور + شدت و مدت زمان نور + دما

📌 تبادلات گازی (بخار آب، O2 + CO2) بیشتر توسط روزنه هایی هوایی گیاه انجام میشود. بنابراین باز یا بسته بودن روزنه ها هم بر میزان فتوسنتز موثر است