光合作用中光反應(yīng)的機(jī)制和由來(lái)(7)
關(guān)鍵詞：光合作用 葉綠素 醌 跨膜氫離子梯度 電子傳遞鏈
摘要：光合作用是地球上絕大多數(shù)生物賴以生存的生命活動(dòng)。結(jié)合于蛋白質(zhì)分子上的葉綠素輔基在受到光照時(shí)會(huì)射出電子,將結(jié)合于同一蛋白上的醌分子還原成為氫醌。氫醌分子中的高能電子再流過(guò)一條位于生物膜上的"電子傳遞鏈",其間釋放的能量則被用于將氫離子從生物膜的一側(cè)轉(zhuǎn)移至另一側(cè),形成跨膜氫離子梯度。氫離子從膜的一側(cè)流回另一側(cè)時(shí),就可驅(qū)動(dòng)位于膜上的酶合成高能化合物三磷酸腺苷(ATP),為各種生命活動(dòng)提供能量。葉綠素輔基射出的電子還可變?yōu)檫€原力強(qiáng)的氫原子,為細(xì)胞合成有機(jī)物所用。光合作用的過(guò)程雖然非常復(fù)雜,但其中的基本機(jī)制和成分早就在細(xì)菌中發(fā)展出來(lái)了。葉綠素可能是從合成血紅素的化學(xué)反應(yīng)鏈演變而來(lái);進(jìn)行光反應(yīng)的蛋白,很可能是從原來(lái)電子傳遞鏈中直接與醌分子作用的細(xì)胞色素b變化而來(lái);而光系統(tǒng)Ⅰ又從光系統(tǒng)Ⅱ演化而來(lái)。光合作用出現(xiàn)的時(shí)間非常早,發(fā)生在原核生物中的細(xì)菌與古菌分化之后的細(xì)菌中,又發(fā)生在細(xì)菌大規(guī)模分化之前,其間細(xì)菌之間的橫向基因轉(zhuǎn)移起了重要作用。從分子角度介紹光合作用中光反應(yīng)的機(jī)制及其形成的過(guò)程。
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