光合成特性、メカニズムおよび製品の暗期



の 光合成の暗期 無機物質から有機物質（炭素ベース）が得られる生化学的プロセスです。炭素固定相またはカルバン - ベンソンサイクルとしても知られています。このプロセスは葉緑体間質で起こる.

暗期では、化学エネルギーは明期で生成された生成物によって供給されます。これらの製品は、エネルギー分子ATP（アデノシン三リン酸）およびNADPH（還元型電子伝達体）です。.

暗期のプロセスのための基本的な原料は二酸化炭素です。そして、それは二酸化炭素から得られます。最終製品は単純な炭水化物または砂糖です。得られるこれらの炭素化合物は、生き物の有機構造の基本的な基礎です.

索引

  • 1一般的な特徴
  • 2つのメカニズム
    • 2.1カルバン - ベンソンサイクル
    • 2.2 - その他の光合成代謝
  • 3最終製品
  • 4参考文献

一般的な特徴

光合成のこの段階は、その発生のために太陽光の直接参加を必要としないので、暗と呼ばれる。このサイクルは日中に起こります.

暗期は、ほとんどの光合成生物の葉緑体間質で主に発生する。支質は、チラコイド系（発光相が行われる場所）の周りの葉緑体の内部空洞を満たすマトリックスです。.

暗期が生じるのに必要な酵素は間質に見いだされる。これらの酵素の中で最も重要なものはルビスコ（リブロースビスホスフェートカルボキシラーゼ／オキシゲナーゼ）、最も豊富なタンパク質であり、全ての既存の可溶性タンパク質の20〜40％を占める。.

メカニズム

このプロセスに必要な炭素はCOの形をしています2 環境中の（二酸化炭素）。藻類とシアノバクテリアの場合、CO2 それはそれらを囲む水に溶けています。植物の場合、CO2 気孔を介して光合成細胞に到達する（表皮細胞）.

-カルバン - ベンソンサイクル

このサイクルにはいくつかの反応があります。

初期反応

CO2 それは５炭素受容体化合物（リブロース１，５－ビスホスフェートまたはＲｕＢＰ）中に固定されている。このプロセスはルビスコ酵素によって触媒されます。得られた化合物は６炭素分子である。それは急速に壊れて、それぞれ3つの炭素からなる2つの化合物を形成します（3-ホスホグリセレートまたは3PG）.

第二プロセス

これらの反応では、光相からＡＴＰによって提供されるエネルギーが使用される。リン酸化は、ＡＴＰのエネルギーおよびＮＡＤＰＨによって媒介される還元プロセスによって促進される。従って、３−ホスホグリセリン酸はグリセルアルデヒド３−リン酸（Ｇ ３ Ｐ）に還元される。.

G 3 Pは、リン酸三炭糖で、リン酸トリオースとも呼ばれます。このサイクルの産物として、グリセルアルデヒド3-リン酸（G 3 P）の6分の1だけが糖に変換される.

この光合成代謝はC3と呼ばれています、なぜならあなたが得る基本的な製品は三炭糖であるからです。.

最終プロセス

糖に変換されないＧ３Ｐの部分は、リブロース一リン酸（ＲｕＭＰ）を形成するために処理される。 ＲｕＭＰは、リブロース１，５－ビスホスフェート（ＲｕＢＰ）に変換される中間生成物である。このようにして、ＣＯ受容体は回収される。2 そしてケルビン - ベンソンサイクルは閉じます.

典型的な葉の周期で生産された総RuBPのうち、3分の1だけが澱粉になります。この多糖はブドウ糖の源として葉緑体に蓄えられます.

他の部分はスクロース（二糖）に変換され、そして植物の他の器官に輸送される。続いて、スクロースは加水分解されて単糖（グルコースおよびフルクトース）を形成する。.

-その他の光合成代謝

特定の環境条件下では、植物の光合成プロセスは進化し、より効率的になりました。これは糖を得るための異なる代謝経路の出現をもたらしました.

代謝C4

暖かい環境では、葉の気孔は日中は閉じられ、水蒸気の損失を防ぎます。したがって、COの濃度2 葉の中の酸素は酸素に比例して減少します（O2）ルビスコ酵素は二重基質親和性を有する：ＣＯ2 とO2.

低CO濃度で2 そしてO highs2, ルビスコはO縮合を触媒する2. この過程は光呼吸と呼ばれ、光合成効率を低下させる。光呼吸を妨げるために、熱帯環境のいくつかの植物は特定の光合成解剖学と生理学を開発しました.

C4代謝の間、炭素は葉肉細胞に固定され、カルビン - ベンソンサイクルはクロロフィリン鞘の細胞に起こる。 CO固定2 夜中に起こります。葉緑体の間質ではなく、中温性細胞のサイトゾルでは起こりません.

CO固定2 カルボキシル化反応によって起こる。この反応を触媒する酵素はホスホエノールピルビン酸カルボキシラーゼ（PEP-カルボキシラーゼ）であり、これは低濃度のCOには敏感ではありません。2 セル内.

CO受容体分子2 それはホスホエノールピルビン酸（PEPA）です。得られる中間生成物は、オキサロ酢酸またはオキサロ酢酸である。オキサロ酢酸は、ある植物種ではリンゴ酸に、他の植物種ではアスパラギン酸（アミノ酸）に還元される.

その後、リンゴ酸塩は血管の光合成鞘の細胞に移される。ここでそれは脱カルボキシル化されピルビン酸とCOが生成されます2.

CO2 Calvin-Bensonサイクルに入り、Rubiscoと反応してPGAを形成します。その一部として、ピルビン酸は葉肉細胞に戻り、そこでATPと反応して二酸化炭素受容体を再生する。.

CAM代謝

crasuláceasの酸代謝（英語の頭字語でCAM）はCO固定のためのもう一つの戦略です2. このメカニズムは多肉植物のさまざまなグループで独自に進化しました.

ＣＡＭ植物は、Ｃ４植物と同様に、Ｃ３経路とＣ４経路の両方を使用する。しかし両方の新陳代謝の分離は一時的です.

CO2 それはサイトゾル中のPEP-カルボキシラーゼの活性により夜間に固定され、オキサロ酢酸が形成される。オキサロ酢酸はリンゴ酸に還元され、リンゴ酸として液胞に貯蔵されます。.

続いて、光の存在下で、リンゴ酸が液胞から回収される。それは脱カルボキシル化されCO2 同じセル内のカルバン・ベンソンサイクルのRuBPに転送されます。.

ＣＡＭ植物は、リンゴ酸が貯蔵される大きな液胞を有する光合成細胞と、ＣＯが存在する葉緑体とを有する。2 リンゴ酸から得られた炭水化物に変換されます.

最終製品

光合成の暗期の終わりには、さまざまな糖が産生されます。スクロースは、葉から植物の他の部分へと急速に動員される中間産物である。それはブドウ糖を得るのに直接使用することができます.

デンプンは予備物質として使用されています。それは葉に蓄積するか、茎や根などの他の器官に輸送される可能性があります。それは植物のさまざまな部分で必要とされるまでそこに維持されます。それはアミロプラストと呼ばれる特別な色素体に保存されています.

この生化学的サイクルから得られる製品は植物にとって不可欠です。生成されたグルコースは、アミノ酸、脂質、核酸などの化合物を製造するための炭素源として使用されます。.

一方、生成された暗期の糖生成物は食物連鎖の基盤を表しています。これらの化合物は、すべての生物によって使用される化学エネルギーに変換された太陽エネルギーパッケージを表します.

参考文献

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