प्रकाशतंत्र और Z-योजना क्या है? — जीवविज्ञान

परिभाषा 14.5 विश्वविद्यालय जीवविज्ञान — वर्ष 1 · 第 14 章 — प्रकाश-संश्लेषण और स्वपोषण

थाइलेकॉइड झिल्ली में दो प्रकाशतंत्र बैठे हैं। प्रकाशतंत्र II (PSII, अभिक्रिया केंद्र P680) में कोई अवशोषित फ़ोटॉन उस विशेष युग्म के एक इलेक्ट्रॉन को ऊँची ऊर्जा तक उठा देता है; इलेक्ट्रॉन निकल जाता है, और ऑक्सीकृत P680, जो सबसे प्रबल जैविक ऑक्सीकारक है, जल से एक इलेक्ट्रॉन ले लेता है: कोई मैंगनीज़ गुच्छ दो जल-अणुओं को $\mathrm{O_2}$ , चार प्रोटॉन (जो अवकाशिका में छोड़े जाते हैं) और चार इलेक्ट्रॉनों में तोड़ता है, एक बार में एक फ़ोटॉन। इलेक्ट्रॉन किसी इलेक्ट्रॉन-अभिगमन शृंखला से नीचे उतरता है — प्लास्टोक्विनोन, साइटोक्रोम $b_6f$ संकुल, प्लास्टोसायनिन — और जो ऊर्जा वह खोता है वह अवकाशिका में प्रोटॉन पंप करती है। प्रकाशतंत्र I (PSI, P700) में एक दूसरा फ़ोटॉन उसे फिर उठा देता है, इतने नीचे विभव तक कि वह फ़ेरेडॉक्सिन को और फिर $\mathrm{NADP^+}$ को NADPH में अपचयित कर सके। अपचयोपचय विभव के पैमाने पर बनाएँ तो यह पथ एक Z है: प्रकाश से दो चढ़ाइयाँ, रसायन से दो उतराइयाँ।

Z-योजना। P680 द्वारा जल से लिए गए इलेक्ट्रॉन किसी फ़ोटॉन से उठाए जाते हैं, उस शृंखला से उतरते हैं जो प्रोटॉन पंप करती है, P700 से फिर उठाए जाते हैं और NADPH पर समाप्त होते हैं। ऊर्ध्व अक्ष अपचयोपचय विभव है, ऊपर की ओर अधिक ऋणात्मक: चढ़ाई प्रकाश करता है, उतराई रसायन।

示例

उदाहरण 14.7 (चक्रीय और अचक्रीय प्रवाह)

जल से NADPH तक का रैखिक पथ प्रति $\mathrm{O_2}$ दो NADPH और लगभग तीन ATP देता है; कैल्विन चक्र को ठीक तीन ATP से दो NADPH का अनुपात चाहिए, और हरितलवक के दूसरे कामों को और ATP चाहिए। जब ATP कम पड़ता है, तब फ़ेरेडॉक्सिन के इलेक्ट्रॉन $\mathrm{NADP^+}$ पर जाने के बजाय प्लास्टोक्विनोन पर लौट आते हैं (चक्रीय प्रकाशफ़ॉस्फ़ोरिलीकरण): अकेला PSI, प्रोटॉन पंप करता और ATP बनाता, बिना ऑक्सीजन या NADPH के। दोनों ढंग माँग के अनुसार संतुलित रहते हैं।

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