- Thành phần thiết yếu của bộ máy phân chia tế bào
5.2.3.Hoạt động của hai quang hệ:
Hai quang hệ hoạt động phối hợp theo sơ đồ chữ Z do Hill và Bendal đề xuất
a.Hoạt động của quang hệ I:
- Trung tâm phản ứng P700:
Thu nhận λ=700nm - kích động và phóng thích 2e* (do có 2 phân tử DLT nên mỗi lần có 2e được chuyển đi)
- Protein X (chứa Fe và S) nhận 2e* - X- - P700 trở thành P700+
- Đường đi của 2e*:
P700-- X- - Ferredoxin (Fd) --- Ferredoxin–NADP reductase (FNR): NADP++ 2H+--
NADPH + H+
- P700+ cần được trả lại e
b.Hoạt động của quang hệ II:
- Trung tâm phản ứng P680: Thu nhận λ=680nm - phóng thích 2e* - Quinon Q nhận 2e* - Q-
- P680 trở thành P680+
- Đường đi của e*:
P680 -- Q- - PQ (plastoquinon) --- Cyt b6-f -- PC (plastocyanin)
- Plastoquinon PQ:
o Là thành phần duy nhất tan trong lớp lipid kép của màng thylakoid di chuyển linh động trong màng
o Có thể nhận đồng thời 2e từ Q- và 2H+ từ stroma trở thành dạng hydroplastoquinon khử PQH2.
o PQH2 khuếch tán trong màng thylakoid vào phía trong xoang thylakoid: thải 2H+ ở đây và chuyển 2e cho phức hợp cyt b6-f
- Plastocyanin PC:
o Gắn hờ vào mặt trong của màng thylakoid
o Mang e từ cyt b6-f đến P700+
- P700+ được trả lại e, trở thành P700, sẵn sàng nhận NL kích thích chuyển tới
- P680+ cũng cần được trả lại e, e được lấy từ H2O
- Các phân tử H2O gắn chặt vào một protein chứa Mn nằm ở mặt xoang thylakoid kế cận P680
- Phức chất trung gian Z, tích lũy điện tích dần, cuối cùng đạt mức oxy hóa đủ cao để có thể hút 4e từ 2H2O và giải phóng O2
- Quang hệ I (P700) cung cấp 2e cho NADP+ để tạo ra NADPH - Quang hệ II (P680) trả lại 2e cho quang hệ I
- Z lấy 2e từ H2O trả lại cho PS II, giải phóng 1/2O2 1/2O2
H2O--- Z --- P680 -- chuỗi chuyển e trung gian (Q, PQ, Cyt b6-f và PC) -- P700 - 2H+
chuỗi chuyển e trung gian (X, Fd, FNR) -- NADP+ --- NADPH + H+ 2H+
- Sự quang giải nước:
o Sự quang giải nước = Nước bị phân tích dưới tác dụng của ánh sáng và diệp lục tố.
o Điện tử từ nước được chuyển tới NADP+, qua một chuỗi các chất vận chuyển e nằm trong màng thylakoid.
- Trong giai đoạn sáng của quang hợp: sự nạp NL ánh sáng photon xảy ra ở các quang hệ PS II và PS I.
- Vai trò của con đường chuyển e quang hợp: Biến đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học tích trữ ở dạng chất khử NADPH và hợp chất phosphat cao năng ATP
- Nếu có một con đường nào khác hoàn lại e thì quang hệ I có thể hoạt động đơn phương; đó là con đường chuyển e vòng: e từ P700 - X- -- Fd - PQ - Cyt b6-f - PC; cuối cùng quay trở lại P700+; giúp nó trở lại P700.
Không có sự quang giải nước, không thải O2, không tạo NADPH mà chỉ sinh ATP. Một photon hấp thu có khả năng tổng hợp 1-3 ATP
Vai trò của con đường chuyển e vòng là: sử dụng bớt e thừa để không xảy ra sự khử O2 hoặc H2O2 tại nhóm Fe-S tạo các gốc oxy phản ứng, nhằm bảo vệ PS I??. Nếu chỉ diễn ra con đường chuyển điện tử không theo vòng thì cây xanh sẽ thiếu hụt ATP, sự hình thành glucose bị ảnh hưởng, sản phẩm chủ yếu của quang hợp lúc này sẽ là các acid hữu cơ, acid béo.