תוֹכֶן

• תוכן: ההבדל בין תגובות אור לתגובות כהות בפוטוסינתזה
• טבלת השוואה
• מהי תגובת אור בפוטוסינתזה?
• מהי תגובה אפלה בפוטוסינתזה?
• הבדלים עיקריים

שני המונחים שנדונים במאמר זה הם תגובות פוטוסינתזה קלילות ואפלות, ויש להם כמה הבדלים שאדם סביר לא יכול לאתר בעצמם. יש להם את המשמעות והעבודה שלהם וזה גורם לקריאה מעניינת. ההבדל העיקרי בין כל הסוגים הללו מוסבר בדרכים הבאות. התגובות התלויות באור משתמשות באנרגיית אור לייצור שתי מולקולות הדרושות לשלב הבא של הפוטוסינתזה: מולקולת אחסון האנרגיה ATP ומנשא האלקטרונים המופחת NADPH. תגובות כהות עושות שימוש במולקולות אנרגיה אורגניות אלה (ATP ו- NADPH). מחזור תגובה זה נקרא גם מחזור קלווין בניסון, והוא מתרחש בסטרומה.

תוכן: ההבדל בין תגובות אור לתגובות כהות בפוטוסינתזה

• טבלת השוואה
• מהי תגובת אור בפוטוסינתזה?
• מהי תגובה אפלה בפוטוסינתזה?
• הבדלים עיקריים

טבלת השוואה

מהי תגובת אור בפוטוסינתזה?

התגובות התלויות באור משתמשות באנרגיית אור לייצור שתי מולקולות הדרושות לשלב הבא של הפוטוסינתזה: מולקולת אחסון האנרגיה ATP ומנשא האלקטרונים המופחת NADPH. בצמחים, תגובות האור מתרחשות בקרומי התילקואיד של האברונים הנקראים כלורופלסטים. בפוטוסינתזה התגובות התלויות באור מתרחשות על הממברנות התילקואיד. החלק הפנימי של הממברנה התילאואידית נקרא לומן, ומחוץ לקרום התילאואיד נמצא הסטרומה, שם מתרחשות התגובות הבלתי תלויות באור. הממברנה התילקואידית מכילה כמה מתחמי חלבון ממברנה אינטגרלית המזרזים את תגובות האור. ישנם ארבעה מתחמי חלבון עיקריים בממברנה התילאואידית: Photosystem II (PSII), Cytochrome b6f complex, Photosystem I (PSI) ו- ATP synthase. ארבעת המתחמים הללו עובדים יחד כדי ליצור בסופו של דבר את המוצרים ATP ו- NADPH. שתי מערכות הצילום סופגות אנרגיית אור דרך פיגמנטים - בעיקר הכלורופילים, האחראים לצבע הירוק של העלים. התגובות התלויות באור מתחילות ב- Photosystem II. כאשר כלורופיל מולקולה במרכז התגובה של PSII סופגת פוטון, אלקטרון במולקולה זו מגיע לרמת אנרגיה גבוהה יותר. מכיוון שמצב זה של אטום מאוד לא יציב, האלקטרון מועבר ממולקולה אחת לאחרת ויוצר שרשרת של תגובות redox, הנקראת שרשרת תחבורה אלקטרונית (ETC). זרימת האלקטרונים עוברת מ- PSII ל- cytochrome b6f ל- PSI. ב- PSI האלקטרון מקבל את האנרגיה מפוטון אחר. מקבל האלקטרונים הסופי הוא NADP. בפוטוסינתזה חמצן, תורם האלקטרונים הראשון הוא מים, ויוצר חמצן כתוצר פסולת. בפוטוסינתזה אנוקסגנית משתמשים בתורמי אלקטרונים שונים. הם לוקחים זמן רב יותר מתגובות אחרות ומכאן שמתרחשים רק בשעות היום.

מהי תגובה אפלה בפוטוסינתזה?

תגובות כהות עושות שימוש במולקולות אנרגיה אורגניות אלה (ATP ו- NADPH). מחזור תגובה זה נקרא גם מחזור קלווין בניסון, והוא מתרחש בסטרומה. ATP מספקת את האנרגיה בעוד NADPH מספקת את האלקטרונים הנדרשים לקיבוע ה- CO2 (דו תחמוצת הפחמן) לפחמימות. הפוטוסינתזה מתחילה להשתמש באנרגיה מאור השמש כדי להתחיל דברים, אך היא מסתיימת בתגובות הכהות, שאינן זקוקות לשמש כדי להשלים את ייצור הסוכר. במחזור קלווין, ATP ו- NADPH מתגובות האור משמשות לייצור סוכרים. פוטוסינתזה בצמחים מתרחשת בכלורופלסטים. פוטוסינתזה כוללת תגובות תלויות אור ותגובות שאינן מופעלות ישירות על ידי האור. בתגובות האור הפוטוסינתטיות, אנרגיית האור נשמרת כקשרי פוספוא-אנהידריד "אנרגיים גבוהים" של ATP, וכפי שמפחיתה את הכוח של NADPH. החלבונים והפיגמנטים האחראים לתגובת האור הפוטוסינתטית מתקשרים לממברנות התילקואיד (דיסק גראנה). מסלולי התגובה האור לא יוצגו כאן. מחזור קלווין, שכונה קודם לכן מסלול "תגובות כהות" פוטוסינתטיות, מכונה כיום מסלול תגובות הפחמן. בדרך זו, אנרגיית המחשוף החופשית של קשרי ~ P של ATP, והפחתת הכוח של NADPH, משמשים לקיבוע והפחתת CO2 ליצירת פחמימות. אנזימים וביניים של מחזור קלווין נמצאים בסטרומה של הכלורופלסט, תא מקביל במקצת למטריקס המיטוכונדריאלי. תגובות אלה מתרחשות רק בשעות הלילה, ולכן מקבלות את השם.

הבדלים עיקריים

1. התגובות התלויות באור משתמשות באנרגיית אור לייצור שתי מולקולות הדרושות לשלב הבא של הפוטוסינתזה: מולקולת אחסון האנרגיה ATP ומנשא האלקטרונים המופחת NADPH. תגובות כהות עושות שימוש במולקולות האנרגיה האורגניות האלה ATP ו- NADPH ומחזור תגובה זה נקרא גם מחזור קלווין בניסון, והוא מתרחש בסטרומה.
2. תגובת האור בפוטוסינתזה מתרחשת תמיד בגרנה של הכלורופלסטים. מצד שני, התגובות הכהות מתרחשות תמיד בסטרומה של הכלורופלסטים.
3. מכיוון שתגובות האור מתרחשות בשעות היום, הן דורשות תהליכים כמו מערכת הפוטוש 1 ומערכת הפוטוש 2. מאידך, מכיוון שהתגובות הכהות אינן דורשות אור, אין להן דרישה של מערכות פוטוש.
4. בתהליך של תגובות אור, פוטוליזה של מים מתרחשת, ולכן החמצן משתחרר בגלל הפעילויות שמתרחשות. מצד שני, תהליך התגובה החשוכה, תהליך הפוטוליזה לא מתרחש ופחמן דו חמצני נקלט במהלך הפעילויות.
5. NADPH ו- ATP מיוצרים במהלך תגובות האור, המסייעים בביצוע פעילויות אחרות והופכים לבסיס לתגובות חשוכות. מצד שני, NADPH מופחת ומופק גלוקוז במהלך התגובות החשוכות.