Темновая фаза фотосинтеза – образование «основных фондов» из НАДФН и АТФ. - презентация

1 Темновая фаза фотосинтеза – образование «основных фондов» из НАДФН и АТФ

2 Схема восстановительного пентозо-фосфатного цикла

3 Цикл Кальвина: энергетика 1 НАДФН = 1.15 в х 2 = 230 кдж ( 1 в ~ 100 кдж., в НАДФН - 2 е - ) 1 АТФ = 30 кдж Затраты:12 НАДФН = 2760 кдж 18 АТФ = 540 кдж Всего: 3300 кдж Сжигание 1 моля глюкозы: 2800 кдж Эффективность преобразования энергии – 85%. Неплохо. Разность в 500 кдж заставляет цикл «крутиться» в нужную сторону Общая эффективность фотосинтеза «от кванта»: на 1 СО 2 (на 1 Н 2 О) идет 8 е - (по 4 е - на каждую фотосистему) 1 моль квантов 700 нм = 1.77 в = 176 кдж. 176 х 8 х 6 = 8450 кдж. Эффективность 33%. Очень неплохо.

4 Восстановительный пентозо-фосфатный цикл (ВПЦ)

5 Фаза карбоксилирования ВПЦ

6 Рибулозо-бисфосфат карбоксилаза-оксигеназа (Rubisco) самый главный фермент на планете Земля (10 млн. тонн) М.в. 550 kDa, 8L (55 kDa), 8S (15 kDa) K mCO2 = 12μM K mO2 = 250μM K mРУБФ = 40μM

7 Rubisco катализирует две взаимоисключающие реакции

8 Решение проблемы низкого СО 2 : активация Rubisco (актива за)

9 Решение проблемы низкого СО 2 : «запас» СО 2 (карбоангидраза)

10 Восстановительная фаза цикла Кальвина: «гликолиз наоборот»

11 Фаза регенерации:общая схема перегруппировок

12 Фаза регенерации: образование фруктозо-1,6-бисфосфата

13 Фаза регенерации: образование фруктозо-6-фосфата

14 Фаза регенерации: первая транскетолазная реакция

15 Фаза регенерации: образование седогептулезо-1,7-бисфосфата

16 Фаза регенерации: образование седогептулезо-7-фосфата

17 Фаза регенерации: вторая транскетолазная реакция

18 Фаза регенерации: образование рибулезо-5-фосфата

19 Фаза регенерации: образование рибулезо-1,5-бисфосфата

20 Восстановительный пентозо-фосфатный цикл: общий вид

21 Светом регулируется активность пяти ферментов ВПЦ

22 Транспорт интермедиатов через хлоропластную мембрану

23

24 Челночные механизмы выноса из хлоропластов НАДФН и АТФ.

25 УДФ- и АДФ-гексозы – активированные формы сахаров

26 Образование крахмала в пластидах и сахарозы в цитозоль.

27 Итак, rubisco катализирует две взаимоисключающие реакции

28 Общая схема фотодыхания

29 Глицин-декарбоксилазный комплекс

30 С 4 -фотосинтез: Кранц-анатомия

31 С 4 -фотосинтез: «СО 2 -насос», принципиальная схема

32 Электронная фотография хлоропластов мезофилла (вверху) и клеток обкладки (внизу) С 4 растения (сорго)

33 Три варианта С 4 – растений: НАДФ-МДГ (малик-энзим)

34

35 Три варианта С 4 – растений: НАД-МДГ (малик-энзим)

36

37 Три варианта С 4 – растений: ФЕП-КК (карбоксикиназный)

38

39 Фиксация СО 2 у С 3 и С 4 растений в зависимости от ее концентрации

40 Регулирование активности ФЕП-карбоксилазы

41 САМ-метаболизм: временное разделение карбоксилирования и фиксации СО 2

42 САМ-метаболизм: малат поступает в вакуоль из цитозоля и митохондрий.