生物學、30.光合作用

 30.光合作用

氣孔 >CO2 >C  根 >H2O >O2     光磷酸化反應 = 類囊體梯度 >ATP   光克囊 卡C碳基

光反應：類囊體膜：葉綠素吸收光能(紅藍光)，

              葉綠餅轉化學能，光反應克氏循環，產ATP、NAPDH ，分解水放O2

        12H2O + 18 ADP + 18Pi + 12NADP  (光能 葉綠素) → 6O2  + 18ATP + 12NADPH2

暗反應：基質：   葉綠體內液 >卡爾文循環固炭，CO2~ 產G3-P ，水    

        6CO2 + 18ATP + 12NADPH2  →  C6H12O6 +  18ADP + 18Pi + 12NADP + 6H2O

光反應電子傳遞練：

     葉綠素：吸藍紫光(430~480nm)紅光區(640~660nm)，葉肉、維管束鞘、保衛細胞

     葉綠素a：直接參與光反應        = 主色素

     葉綠素b > 將光能傳給a；類胡蘿蔔素 >傳光能給a、抗UV保護    = 輔助色素

光系統：葉綠素組成的光能捕獲複合體：輔助色素包葉綠素a，(強氧化劑)抓 e-

出處：維基百科

非循環電子傳遞鏈：PSII + PSI ，放氧氣，產ATP、NAPDH  

     PSII吸680nm，轉氧化態P680+，酵素催化水，H+給類囊體腔，得2e-，丟O2

    電子傳遞(質體醌Pq~傳遞複合體~質體藍素Pc)     II 向 I 傳遞，

    PSI.700將e- 給電子接受者 >電洞接PSII電子轉P700+，二次電子傳遞(鐵氧化還原蛋白Fd)

    黃素蛋白將 2H+還原NADP+得NAPDH (進卡爾文循環)

   葉綠素複合體將氫離子打進類囊體，通道蛋白=ATP合酶，順濃度向外擴散，合成ATP

                                                            類囊體腔PH5  >>> 基質PH8   ，  ATP在基質產生

    

循環電子傳遞鏈： PSI  700特定 ，無氧，只產ATP

      PSI 吸700nm，轉氧化態P700+，電子傳遞(鐵氧化還原蛋白Fd~傳遞複合體~質體藍素Pc)

*光合細菌只有PSI        *除草劑抑制PSII，使質體琨=Pd 收不到電子

出處：維基百科

暗反應：基質，卡爾文循環，羧化、還原、RuBP循環

   C3植物先固碳  > RuBP催化酶催化CO2合五碳RuBP，

                                                                不穩六碳>分裂成兩個3-磷酸甘油酸 3PG

              再還原 > 3PG接受ATP磷酸 >1-3雙磷酸甘油酸 >NAPDH電子還原成G3P

     6*CO2 + 9*ATP + 9*NAPDH > 6*G3P，

    *淨獲得(多的)1 G3P，其餘5*G3P (耗3ATP)得 3 RuBP回循環

固碳作用：  C3  3PG 光呼吸  ；  C4 草醯乙酸  ； CAM  晚抓炭

C3植物：米.麥.豆.菠菜 >1-5核酮糖rubisco固定3PG，溫度過高時關氣孔，CO2不足以暗反應

            Rubisco將O2接合RuBP >分解成3碳2碳 >2碳前往粒線體耗ATP氧化成CO2 =光呼吸

                *  光呼吸：耗損氧和AT產生二氧化碳再回光反應  

C4植物：甘蔗.玉米 >葉肉細胞將CO2併入三碳PEP ~ 維管束鞘細胞葉綠體再卡爾文循環

        C4特有PEP酶親和CO2，將PEP固碳成草醯乙酸 >蘋果酸 >胞質連絲 ~ 維管束鞘細胞

                  維管束鞘細胞脫下CO2，將丙酮酸回送葉肉細胞 +PSI生成的ATP > PEP 

                *特點：PEP酶先固定二氧化碳，故無明顯光呼吸作用

CAM景天酸植物：鳳梨.仙人掌 > 白天關氣孔，夜晚葉肉細胞將CO2固碳成4C有機酸

             白天光反應產ATP、NAPDH，有機酸(蘋果酸、天門冬氨酸)放CO2行卡爾文循環

              (類似C4，但氣孔只在夜間開放抓二氧化碳，晚上固碳白天卡爾文)

出處：維基百科

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