Hoe wordt ATP gevormd tijdens fotosynthese: gedetailleerde feiten?

In dit artikel zullen we bespreken hoe atp wordt gevormd tijdens fotosynthese.   

Het proces van fotofosforylering vindt plaats in de thylakoïde membranen van de chloroplasten van de plantencellen, waar tijdens fotosynthese de waterstofionen worden gegenereerd door het Electron Transport System (ETS) dat werkt aan het omzetten van het ADP en het anorganische fosfaat in ATP. Dit proces zet de lichtenergie om in chemische energie om ATP te produceren. 

Wat is ATP?

Het volledige vorm van ATP is adenosinetrifosfaat, dat wordt geïdentificeerd als de energiedragende moleculen in elke cel van de levende wezens. Het komt vrij bij de afbraak van CO2 in de eenvoudige vorm van suiker die als energiebron wordt gebruikt. 

hoe wordt atp gevormd tijdens fotosynthese?
ATP van Wikipedia

Wat maakt ATP bij fotosynthese?

Bij het produceren van ATP tijdens het proces van fotosynthese, zijn er twee processen, de ene is cyclisch en de andere is niet-cyclisch. 

Cyclische fotofosforylering:

Dit is het proces dat door de prokaryoten wordt gebruikt om onmiddellijke energie te genereren door de eenvoudige omzetting van ADP in ATP. Het omvat slechts één fotosysteem, PSI (P700) en volgt een paar basisstappen, waaronder:

Stap 1: Absorptie van licht in PSI (P700): het licht wordt geabsorbeerd door de pigmenten in PSI om door te geven naar het reactiecentrum. Het elektron wordt vrijgegeven om te worden doorgegeven aan ferredoxine, de primaire acceptor die vervolgens wordt doorgegeven aan cytochroom b6f om verder te worden doorgegeven aan plastocyanine.   

Stap 2: ATP-synthese: Het elektron met het hogere energieniveau wordt via de elektronentransportketen (ETC) overgedragen, waar het energie verliest. De vrijgekomen energie helpt bij het genereren van een gradiënt door H+-ionen over het membraan te pompen. De H+ ionen passeren via ATP synthase tijdens hun afdaling door de gradiënt, die de vorming van ATP veroorzaakt, en dit proces staat bekend als chemiosmosis.

Lees meer over Doen alle bacteriën aan fotosynthese: waarom, welk type, hoe en gedetailleerde feiten

Niet-cyclische fotofosforylering

Dit is een proces waarbij twee verschillende fotosystemen betrokken zijn, PS I (P700) en PS II (P680), waarbij elektronen uit het watermolecuul worden verwijderd en door beide fotosystemen worden overgebracht om NADPH en ATP te produceren. De basisstappen in het proces omvatten: 

Stap 1: Absorptie van licht in PSII (P680): het licht wordt geabsorbeerd door de pigmenten in het thylakoïdemembraan en wordt doorgegeven om het reactiecentrum te bereiken, waar de energie wordt overgebracht naar P680 om een ​​elektron naar een hoger energieniveau te stuwen. Vervolgens wordt het elektron met een hoger energieniveau doorgegeven via het acceptormolecuul dat vervolgens wordt vervangen door een elektron uit het watermolecuul. Deze splitsing van het watermolecuul wordt "fotolyse" genoemd om zuurstof door de planten vrij te maken. 

Stap 2: ATP-synthese: het elektron met een hoger energieniveau wordt door de elektronentransportketen (ETC) getransporteerd om daarbij energie te verliezen. De vrijgekomen energie vergemakkelijkt het pompen van H+-ionen van het stroma naar het thylakoïdemembraan om een ​​gradiënt op te bouwen. Tijdens het passeren van de H+-ionen door de gradiënt, gaan de H+-ionen door ATP-synthase dat de productie van ATP aanstuurt en dit proces wordt chemiosmosis genoemd. 

Stap 3: Absorptie van licht in PSI (P700): de elektronen van PSII komen aan in het reactiecentrum van PSI. Verder, wanneer de lichtenergie wordt doorgegeven door de pigmenten in het reactiecentrum, worden de elektronen in P700 geëxciteerd om hogere energieniveaus te vormen die via het acceptormolecuul worden overgedragen. De ontbrekende elektronen binnen PSI worden vervangen door de elektronen van PSII. 

Stap 4: Vorming van NADPH: Deze elektronen met hogere energieniveaus worden vervolgens overgedragen via een korte poot van ETC en aan het einde van de keten wordt de NADP+ veranderd in NADPH. 

Verschil tussen cyclische en niet-cyclische fotofosforylering 

Cyclische fotofosforyleringNiet-cyclische fotofosforylering
Fotosysteem I (P700) is erbij betrokken.Photosystem I (P700) en Photosystem II (P680) zijn betrokken.
Actief reactiecentrum: P700Actief reactiecentrum: P680
Alleen ATP-moleculen worden gesynthetiseerd en niet NADPH. Zowel ATP- als NADPH-moleculen worden gesynthetiseerd. 
Er wordt geen zuurstof geproduceerd als bijproductZuurstof wordt gevormd als bijproduct. 
Fotolyse van watermoleculen komt niet voor. Fotolyse van watermoleculen is een belangrijke stap. 
Het reizen van elektronen is in een cyclisch patroon. Het reizen van elektronen is in een niet-cyclisch patroon. 

Hoeveel ATP wordt geproduceerd bij fotosynthese

Cyclische fotofosforylering kan optreden bij weinig licht of tijdens speciale omstandigheden zoals accumulatie van verhoogde NADPH-moleculen in de chloroplasten. Het is gebruikelijk bij prokaryoten in termen van het synthetiseren van onmiddellijke energie.

Dit is een belangrijk proces bij fotosynthese omdat het zorgt voor de vorming van chemische energie in de vorm van alleen ATP. Hier worden de elektronen opgewonden om alleen het fotosysteem I binnen te gaan. Dit proces genereert de vorming van 2 ATP-moleculen en geen NADPH- of zuurstofmoleculen.  

Bij niet-cyclische fotofosforylering gebeurt de initiatie van de elektronen die worden gereduceerd door het proces van foto-oxidatie van het watermolecuul. Dit is het belangrijkste proces bij fotosynthese, omdat het zorgt voor de vorming van chemische energie in de vorm van NADPH en ATP en zuurstof uit de lucht afgeeft zodat andere levende wezens kunnen ademen. Het genereert de vorming van 1 ATP-molecuul en 2 NADPH-moleculen.  

Lees ook: