Sự Khác Biệt Chính - Chuỗi Vận Chuyển Electron trong Ti thể và Lục lạp
Hô hấp tế bào và quang hợp là hai quá trình cực kỳ quan trọng hỗ trợ các sinh vật sống trong sinh quyển. Cả hai quá trình đều liên quan đến sự vận chuyển của các electron tạo ra một gradient electron. Điều này gây ra sự hình thành một gradient proton mà năng lượng được sử dụng để tổng hợp ATP với sự hỗ trợ của enzyme ATP synthase. Chuỗi vận chuyển electron (ETC), diễn ra trong ty thể được gọi là 'quá trình phosphoryl hóa oxy hóa', vì quá trình này sử dụng năng lượng hóa học từ các phản ứng oxy hóa khử. Ngược lại, trong lục lạp, quá trình này được gọi là 'quang phosphoryl hóa' vì nó sử dụng năng lượng ánh sáng. Đây là điểm khác biệt chính giữa Chuỗi vận chuyển điện tử (ETC) trong Ti thể và Lục lạp.
Chuỗi Vận chuyển Electron trong Ti thể là gì?
Chuỗi vận chuyển điện tử xảy ra ở màng trong của ty thể được gọi là quá trình phosphoryl hóa oxy hóa, nơi các điện tử được vận chuyển qua màng trong của ty thể với sự tham gia của các phức hợp khác nhau. Điều này tạo ra một gradient proton gây ra sự tổng hợp ATP. Nó được gọi là quá trình phosphoryl hóa oxy hóa do nguồn năng lượng: đó là các phản ứng oxy hóa khử thúc đẩy chuỗi vận chuyển điện tử.
Chuỗi vận chuyển điện tử bao gồm nhiều protein và phân tử hữu cơ khác nhau bao gồm các phức hợp khác nhau, cụ thể là phức hợp I, II, III, IV và phức hợp ATP synthase. Trong quá trình chuyển động của các điện tử qua chuỗi vận chuyển điện tử, chúng chuyển từ mức năng lượng cao hơn xuống mức năng lượng thấp hơn. Gradient điện tử được tạo ra trong quá trình chuyển động này dẫn xuất năng lượng được sử dụng để bơm các ion H+qua màng trong từ chất nền vào không gian giữa màng. Điều này tạo ra một gradient proton. Các điện tử tham gia vào chuỗi vận chuyển điện tử có nguồn gốc từ FADH2 và NADH. Chúng được tổng hợp trong các giai đoạn hô hấp tế bào trước đó bao gồm quá trình đường phân và chu trình TCA.
Hình 01: Chuỗi vận chuyển electron trong ti thể
Phức hợp I, II và IV được coi là máy bơm proton. Cả hai phức chất I và II truyền chung các điện tử cho một chất mang điện tử được gọi là Ubiquinone, chất này chuyển các điện tử sang phức chất III. Trong quá trình di chuyển của các electron qua phức chất III, nhiều ion H+hơn được phân phối qua màng trong đến không gian giữa màng. Một chất mang điện tử di động khác được gọi là Cytochrome C nhận các điện tử sau đó được chuyển vào phức chất IV. Điều này gây ra sự chuyển giao cuối cùng của các ion H+vào không gian giữa màng. Các electron cuối cùng được chấp nhận bởi oxy, sau đó được sử dụng để tạo thành nước. Gradient động lực proton hướng tới phức hợp cuối cùng là ATP synthase tổng hợp ATP.
Chuỗi Vận chuyển Electron trong Lục lạp là gì?
Chuỗi vận chuyển electron diễn ra bên trong lục lạp thường được gọi là quá trình photophosphoryl hóa. Vì nguồn năng lượng là ánh sáng mặt trời nên quá trình phosphoryl hóa ADP thành ATP được gọi là quá trình photophosphorylation. Trong quá trình này, năng lượng ánh sáng được sử dụng để tạo ra một điện tử cho năng lượng cao, sau đó chảy theo mô hình một chiều đến một điện tử năng lượng thấp hơn. Sự chuyển động của các electron từ chất cho đến chất nhận được gọi là Chuỗi vận chuyển electron. Quá trình photphoryl hóa có thể theo hai con đường; photophosphoryl hóa theo chu kỳ và photophosphoryl hóa không chu kỳ.
Hình 02: Chuỗi vận chuyển electron trong lục lạp
Quá trình photophoryl hóa theo chu kỳ xảy ra về cơ bản trên màng thylakoid, nơi dòng electron bắt đầu từ một phức hợp sắc tố được gọi là quang hệ I. Khi ánh sáng mặt trời chiếu vào hệ thống quang; các phân tử hấp thụ ánh sáng sẽ bắt ánh sáng và truyền nó đến một phân tử diệp lục đặc biệt trong hệ thống quang học. Điều này dẫn đến sự kích thích và cuối cùng là giải phóng một điện tử năng lượng cao. Năng lượng này được truyền từ chất nhận điện tử này sang chất nhận điện tử tiếp theo trong một gradient điện tử mà cuối cùng được chấp nhận bởi chất nhận điện tử năng lượng thấp hơn. Chuyển động của các electron tạo ra động lực proton liên quan đến việc bơm các ion H+qua màng. Điều này được sử dụng để sản xuất ATP. ATP synthase được sử dụng làm enzym trong quá trình này. Quá trình photophosphoryl hóa theo chu kỳ không tạo ra oxy hoặc NADPH.
Trong quá trình photophosphoryl hóa không tuần hoàn, sự tham gia của hai hệ thống quang học xảy ra. Ban đầu, một phân tử nước được ly giải để tạo ra 2H++ 1 / 2O2+ 2e-Hệ thống quang II giữ nguyên hai electron. Các sắc tố diệp lục có trong hệ thống quang hấp thụ năng lượng ánh sáng dưới dạng photon và chuyển nó đến một phân tử lõi. Hai điện tử được đẩy lên từ hệ thống quang học được chấp nhận bởi chất nhận điện tử sơ cấp. Không giống như con đường tuần hoàn, hai điện tử sẽ không quay trở lại quang hệ. Sự thiếu hụt các electron trong hệ thống quang điện sẽ được cung cấp bởi sự phân giải của một phân tử nước khác. Các điện tử từ quang hệ II sẽ được chuyển sang quang hệ I, nơi một quá trình tương tự sẽ diễn ra. Dòng electron từ chất nhận này sang chất nhận tiếp theo sẽ tạo ra một gradient điện tử là một động lực proton được sử dụng để tổng hợp ATP.
Điểm giống nhau giữa ETC trong Ti thể và Lục lạp là gì?
- ATP synthase được sử dụng trong ETC bởi cả ti thể và lục lạp.
- Trong cả hai, 3 phân tử ATP được tổng hợp bởi 2 proton.
Sự khác biệt giữa chuỗi vận chuyển electron trong ti thể và lục lạp là gì?
ETC trong Ti thể và ETC trong Lục lạp |
|
| Chuỗi vận chuyển điện tử xảy ra ở màng trong của ty thể được gọi là quá trình phosphoryl hóa oxy hóa hoặc Chuỗi vận chuyển điện tử trong ty thể. | Chuỗi vận chuyển electron diễn ra bên trong lục lạp được gọi là photophosphorylation hoặc Chuỗi vận chuyển electron trong lục lạp. |
| Loại Phosphoryl hóa | |
| Quá trình phosphoryl hóa oxy hóa xảy ra trong ETC của Ty thể. | Photo-phosphoryl hóa xảy ra trong ETC của lục lạp. |
| Nguồn năng lượng | |
| Nguồn năng lượng của ETP trong ti thể là năng lượng hóa học có được từ các phản ứng oxy hóa khử.. | ETC trong lục lạp sử dụng năng lượng ánh sáng. |
| Vị trí | |
| ETC trong ti thể diễn ra ở các điểm mấu chốt của ti thể. | ETC trong lục lạp diễn ra trong màng thylakoid của lục lạp. |
| Co-enzim | |
| NAD và FAD liên quan đến ETC của ty thể. | NADP liên quan đến ETC của lục lạp. |
| Proton Gradient | |
| Gradient proton hoạt động từ không gian nội màng lên đến ma trận trong thời kỳ ETC của ty thể. | Gradient proton hoạt động từ không gian thylakoid đến stroma của lục lạp trong thời kỳ ETC của lục lạp. |
| Người nhận điện tử cuối cùng | |
| Oxy là chất nhận electron cuối cùng của ETC trong ti thể. | Chất diệp lục trong quá trình photophoryl hóa theo chu kỳ và NADPH + trong quá trình photophoryl hóa không theo chu kỳ là những chất nhận điện tử cuối cùng trong ETC trong lục lạp. |
Tóm tắt - Chuỗi Vận chuyển Electron trong Ti thể và Lục lạp
Chuỗi vận chuyển electron xảy ra trong màng thylakoid của lục lạp được gọi là quá trình quang phosphoryl hóa vì năng lượng ánh sáng được sử dụng để thúc đẩy quá trình. Trong ty thể, chuỗi vận chuyển điện tử được gọi là quá trình phosphoryl hóa oxy hóa, nơi các điện tử từ NADH và FADH2 có nguồn gốc từ quá trình đường phân và chu trình TCA được chuyển thành ATP thông qua một gradient proton. Đây là sự khác biệt chính giữa ETC trong ti thể và ETC trong lục lạp. Cả hai quá trình đều sử dụng ATP synthase trong quá trình tổng hợp ATP.
Tải xuống Phiên bản PDF của Chuỗi Vận chuyển Electron trong Ti thể và Lục lạp
Bạn có thể tải xuống phiên bản PDF của bài viết này và sử dụng nó cho mục đích ngoại tuyến theo ghi chú trích dẫn. Vui lòng tải xuống phiên bản PDF tại đây Sự khác biệt giữa ETC trong Ti thể và Lục lạp
