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光反应(光合磷酸化)

1954
  • Daniel I. Arnon
实验室环境中的叶绿体,突显植物生理学中依赖光照的反应。.

(图片仅供参考)

光合作用的第一阶段,即依赖光的反应,发生在叶绿体的类木质膜中。叶绿素捕获光能,使水分裂(光解),释放出氧气、质子([latex]H^+[/latex])和电子([latex]e^-[/latex])。这些能量被用来产生两种载能分子:三磷酸腺苷(ATP)和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸酯(NADPH),为随后的光合作用提供能量。 卡尔文循环.

当光子撞击光系统II(PSII)中的色素分子时,光反应启动。这会激发电子,电子随后沿着电子传递链传递。为了补充这些电子,PSII在放氧复合体处分解水分子,这一过程称为光解作用,并释放氧气(O₂)作为副产物。当电子沿着电子传递链传递到光系统I(PSI)时,它们的能量被用来将质子从叶绿体基质泵入类囊体腔,从而产生质子动力势。

在光系统I中,电子被另一光子重新激发后,用于将NADP+还原为NADPH。叶绿体膜两侧形成的质子梯度驱动一种名为ATP合成酶的酶,当质子流回基质时,该酶利用ADP和无机磷酸合成ATP。这一过程称为光磷酸化。 某些情况下可能发生仅涉及PSI的循环途径,该途径产生ATP但不产生NADPH,有助于平衡细胞的能量需求。.

UNESCO Nomenclature: 2417
- 植物生理学

类型

生化过程

中断

基础

用法

广泛使用

前体

  • 雨果·冯·莫尔 (Hugo Von Mohl) 发现叶绿体
  • Peter Joseph Pelletier 和 Joseph Bienaime Caventou 分离叶绿素
  • 罗伯特·希尔的实验证明,在光照条件下,通过人工电子受体(希尔反应)可促使分离的叶绿体产生氧气。
  • 发现ATP是细胞的主要能量货币

应用程序

  • 人工光合作用研究
  • 开发针对电子传递链的除草剂
  • 对太阳能转换的理解
  • 利用藻类生产生物氢

专利:

NA

潜在创新理念

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相关主题:光反应、光磷酸化、类囊体、叶绿素、光系统II、光系统I、电子传递链、ATP、NADPH、光解作用。.

历史背景

光反应(光合磷酸化)

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1960
1967
1970
1930
1940
1950
1951
1958
1960
1970
1973

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

相关发明、创新和技术原理

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