Sự khác biệt chính - Photophosphoryl hóa theo chu kỳ và không vòng
Photophosphoryl hóa hay phosphoryl hóa quang hợp là một quá trình trong đó ATP được tạo ra trong các phản ứng phụ thuộc vào ánh sáng của quá trình quang hợp. Một nhóm photphat được thêm vào ADP để tạo thành ATP, sử dụng động lực proton được tạo ra trong chuỗi vận chuyển điện tử có chu kỳ và không theo chu kỳ của quá trình quang hợp. Năng lượng được cung cấp bởi ánh sáng mặt trời để bắt đầu các quá trình và quá trình tổng hợp ATP xảy ra trên các phức hợp ATPase nằm trong màng thylakoid của lục lạp. Sự tổng hợp ATP trong quá trình lưu chuyển điện tử theo chu kỳ của quá trình quang hợp anoxygenic được gọi là quá trình photophosphoryl hóa theo chu kỳ. Quá trình sản xuất ATP trong quá trình dòng electron không theo chu trình của quá trình quang hợp oxy được gọi là quá trình photophosphoryl hóa không tuần hoàn. Đây là điểm khác biệt chính giữa quá trình photophoryl hóa có chu kỳ và không có chu kỳ.
Photophosphoryl hóa theo chu kỳ là gì?
Photphoryl hóa theo chu kỳ là một quá trình tạo ra ATP từ ADP trong chuỗi vận chuyển electron chu kỳ phụ thuộc vào ánh sáng của quang hợp. Hệ thống ảnh Tôi tham gia vào quá trình này. Khi chất diệp lục của PS I hấp thụ năng lượng ánh sáng, các điện tử năng lượng cao được giải phóng khỏi trung tâm phản ứng P700. Các điện tử này được chấp nhận bởi một chất nhận điện tử sơ cấp và sau đó di chuyển qua một số chất nhận điện tử như ferredoxin (Fd), plastoquinone (PQ), phức hợp cytochrome và plastocyanin (PC). Cuối cùng, các electron này quay trở lại P700 sau khi trải qua một chuyển động tuần hoàn. Khi các electron chuyển động xuống dốc qua các hạt tải điện, chúng sẽ giải phóng thế năng. Năng lượng này được sử dụng để sản xuất ATP từ ADP nhờ enzym ATP synthase. Do đó, quá trình này được gọi là quá trình photophosphoryl hóa theo chu kỳ.
PS II không tham gia vào quá trình photophoryl hóa theo chu kỳ. Do đó, nước không tham gia vào quá trình này; kết quả là quá trình photophoryl hóa theo chu kỳ không tạo ra oxy phân tử như một sản phẩm phụ. Vì các điện tử quay trở lại PS I, không có năng lượng khử nào được tạo ra (không có NADPH) trong quá trình photophosphoryl hóa theo chu kỳ.
Hình 01: Quá trình photophoryl hóa theo chu kỳ
Photophosphorylation không vòng là gì?
Phosphoryl hóa không vòng là quá trình tổng hợp ATP sử dụng năng lượng ánh sáng bằng chuỗi vận chuyển điện tử không vòng của quá trình quang hợp. Hai loại hệ thống quang ảnh tham gia vào quá trình này có tên là PS I và PS II. Quá trình photophosphoryl hóa không vòng được bắt đầu bởi PS II. Nó hấp thụ năng lượng ánh sáng và giải phóng các điện tử năng lượng cao. Các phân tử nước tách ra gần PS II bằng cách giải phóng proton (ion H +) và oxy phân tử do năng lượng hấp thụ. Các điện tử năng lượng cao được chấp nhận bởi một chất nhận điện tử sơ cấp và đi qua plastoquinone (PQ), phức hợp cytochrome và plastocyanin (PC). Sau đó, các điện tử đó được PS I tiếp nhận các điện tử được PS I tiếp nhận lại được chuyển qua các chất nhận điện tử và đến NADP+Các điện tử này kết hợp với H+ và NADP+để tạo thành NADPH và kết thúc chuỗi vận chuyển electron. Trong chuỗi vận chuyển điện tử, năng lượng được giải phóng được sử dụng để sản xuất ATP từ ADP. Vì các điện tử không được trả lại cho PS II, quá trình này được gọi là quá trình photophosphoryl hóa không tuần hoàn.
So với quá trình photophoryl hóa theo chu kỳ, quá trình photophoryl hóa không theo chu kỳ là phổ biến và được quan sát thấy rộng rãi ở tất cả các loài thực vật xanh, tảo và vi khuẩn lam. Đây là một quá trình virus đối với các sinh vật sống vì đây là quá trình duy nhất giải phóng oxy phân tử ra môi trường.
Hình 02: Quá trình photophoryl hóa không vòng
Sự khác biệt giữa Photophosphoryl hóa theo chu kỳ và không vòng là gì?
Photophosphoryl hóa theo chu kỳ và không vòng |
|
| Photophoryl hóa theo chu kỳ đề cập đến quá trình tạo ra ATP trong chuỗi vận chuyển điện tử theo chu kỳ của quá trình quang hợp phụ thuộc vào ánh sáng. | Photophoryl hóa không vòng dùng để chỉ quá trình tạo ra ATP từ chuỗi vận chuyển điện tử không vòng trong các phản ứng quang hợp. |
| Hệ thống ảnh | |
| Chỉ một hệ thống quang (PS I) tham gia vào quá trình photophoryl hóa theo chu kỳ. | Hệ thống quang I và II tham gia vào quá trình photophoryl hóa không vòng. |
| Bản chất của Chuỗi vận chuyển Electron | |
| Các electron di chuyển trong một chuỗi vận chuyển electron tuần hoàn và quay trở lại PS I | Các electron di chuyển trong các chuỗi không tuần hoàn. |
| Sản phẩm | |
| Chỉ ATP được tạo ra trong quá trình này. | ATP, O2và NADPH được tạo ra trong quá trình này. |
| Nước | |
| Nước không bị tách ra trong quá trình này. | Tách nước hoặc quang tuyến. |
| Thế hệ Oxy | |
| Oxy không được tạo ra trong quá trình photophoryl hóa theo chu kỳ | Oxy phân tử được tạo ra trong quá trình photophosphoryl hóa không vòng. |
| Nhà tài trợ Electron đầu tiên | |
| Nhà tài trợ electron đầu tiên là PS I. | Nước là chất cho điện tử đầu tiên. |
| Người nhận điện tử đầu tiên | |
| Chất nhận electron cuối cùng là PS I. | Chất nhận electron cuối cùng là NADP + |
| Sinh vật | |
| Quá trình photophoryl hóa theo chu kỳ được thể hiện bởi một số vi khuẩn. | Quá trình photophoryl hóa không vòng thường gặp ở thực vật xanh, tảo và vi khuẩn lam. |
Tóm tắt - Photophosphoryl hóa tuần hoàn và không vòng
ATP được tạo ra bởi năng lượng ánh sáng được hấp thụ trong quá trình quang hợp. Quá trình này được gọi là quá trình photophosphoryl hóa. Quá trình phosphoryl hóa có thể xảy ra thông qua hai con đường được gọi là quá trình photophosphoryl hóa có chu kỳ và không có chu kỳ. Trong quá trình photophosphoryl hóa theo chu kỳ, các điện tử năng lượng cao di chuyển qua các chất nhận điện tử trong các chuyển động tuần hoàn và giải phóng năng lượng để tạo ra ATP. Trong quá trình photophosphoryl hóa không theo chu kỳ, các điện tử năng lượng cao chạy qua các chất nhận điện tử theo chuyển động không tuần hoàn hình chữ Z. Các điện tử được giải phóng không quay trở lại cùng hệ thống quang trong quá trình photophosphoryl hóa không theo chu kỳ. Tuy nhiên, trong cả hai quá trình, ATP được sản xuất theo cách giống nhau bằng cách sử dụng thế năng được giải phóng bởi chuỗi vận chuyển điện tử. Quá trình photophosphoryl hóa không vòng tạo ra ATP, O2, và NADPH trong khi quá trình photophosphoryl hóa theo chu kỳ chỉ tạo ra ATP. Cả hai hệ thống quang đều tham gia vào quá trình photophosphoryl hóa không theo chu kỳ trong khi chỉ có một hệ thống quang (PS I) tham gia vào quá trình photophosphoryl hóa có chu kỳ. Đây là sự khác biệt giữa quá trình photophosphoryl hóa có chu kỳ và không có chu kỳ.
