Diferența dintre fotofosforilarea ciclică și non-ciclică

Diferența principală - fotofosforilarea ciclică și nonciclică

În timpul reacției la lumină a fotosintezei, electronii cu energie ridicată sunt produși prin captarea energiei luminoase de către sistemele fotosintetice. Acești electroni de energie înaltă sunt eliminați din sistemele fotosisteme și trec printr-o serie de complexe moleculare cunoscute sub numele de sistemul de transport al electronilor (ETS), care sintetizează ATP. Acest proces este denumit fotofosforilare. Cele două tipuri de fotofosforilare sunt fosforilarea ciclică și non-ciclică. Fotofosforilarea fotociclică are loc în timpul fotosintezei anoxigenice, în timp ce fotofosforilarea non-ciclică are loc în fotosinteza oxigenică. principala diferență între fotofosforilarea ciclică și non-ciclică este aceea în fotofosforilarea ciclică, electronii se mișcă într-un model circular, în timp ce în fotofosforilarea non-ciclică, electronii se mișcă într-un model liniar. 

Domenii cheie acoperite

1. Ce este fotofosforilarea ciclică
     - Definiție, mecanism, semnificație
2. Ce este fotofosforilarea non-ciclică
     - Definiție, mecanism, semnificație
3. Care sunt asemănările dintre fotofosforilarea ciclică și non-ciclică
     - Schița caracteristicilor comune
4. Care este diferența dintre fotofosforilarea ciclică și non-ciclică
     - Compararea diferențelor cheie

Termeni cheie: fotofosforilarea ciclică, sistemul de transport electronic (ETS), NADP, fotofosforilarea non-ciclică, oxigenul, PS I, PS II

Ce este fotofosforilarea ciclică

Fotofosforilarea fotociclică se referă la sinteza ATP în timpul reacției ușoare a fotosintezei, prin cuplarea cu un pas ciclic de electroni către și de la sistemul fotosensibil I (P700). Astfel, numai un singur tip de sistem fotosensibil este implicat în fotofosforilarea ciclică. Electronii expulzați de energie înaltă trec prin ETS și se întorc înapoi la P700. Prin urmare, NADP⁺ nu este utilizat ca acceptor de electroni final. Pe măsură ce sistemul fotos II nu este utilizat în timpul fotofosforilării ciclice, nu se produce oxigen în fotofosforilarea ciclică. Fotofosforilarea ciclică este prezentată în figura 1.

Figura 1: Fotofosforilarea ciclică

În general, fotofosforilarea ciclică apare în bacteriile fotosintetice cum ar fi bacteriile cu sulf sulfuric și nonsulfur, bacteriile purpurii, heliobacteriile și acidobacteriile. Când aportul de ATP scade și sub concentrații mari de NADPH, cloroplastele se transformă și în fotofosforilarea ciclică.

Ce este fotofosforilarea non-ciclică

Fotofosforilarea non-ciclică se referă la sinteza ATP în timpul reacției ușoare a fotosintezei în care este necesar un donor de electroni și se produce oxigen ca produs secundar. Atât fotosistema I (P700) cât și sistemul fotos II (P680) sunt utilizate în fotofosforilarea non-ciclică. Electronii cu energie mare expulzați de la P680 trec prin ETS și se întorc la P700. La P700, acești electroni sunt preluați de NADP⁺, producând NADPH. La P680, apare fotoliza, împărțind apă pentru a înlocui electronii eliberați de P680. În timpul acestui proces, oxigenul este produs ca un produs secundar. Fotofosforilarea non-ciclică este prezentată în figura 2.

Figura 2: Fotofosforilarea non-ciclică

În general, fotofosforilarea non-ciclică are loc în plante, alge și cianobacterii. În timpul fotofosforilării neciculare, atât ATP cât și NADPH sunt produse.

Asemănări între fotofosforilarea ciclică și non-ciclică

• Atât fotofosforilarea ciclică cât și cea non-ciclică apar în timpul reacției de fotosinteză a luminii.
• Fotofosforilarea ciclică și non-ciclică sunt două tipuri de ETS.
• Atât fotofosforilarea ciclică cât și cea non-ciclică sunt dependente de lumină.
• Atât fotofosforilarea ciclică cât și cea non-ciclică generează ATP.

Diferența dintre fotofosforilarea ciclică și non-ciclică

Definiție

Fotofosforilarea ciclică: Fotofosforilarea ciclică se referă la sinteza ATP în timpul reacției de lumină a fotosintezei, cuplarea la un pas ciclic de electroni către și de la P700.

Fotofosforilarea non-ciclică: Fotofosforilarea non-ciclică se referă la sinteza ATP în timpul reacției ușoare a fotosintezei în care este necesar un donor de electroni și producerea de oxigen ca produs secundar.

Apariţie

Fotofosforilarea ciclică: Fotofosforilarea fotociclică are loc în cloroplaste izolate și bacterii fotosintetice.

Fotofosforilarea non-ciclică: Fotofosforilarea non-ciclică are loc în plante, alge și cianobacterii.

Tipul de fotosinteză

Fotofosforilarea ciclică: Fotofosforilarea fotociclică are loc în fotosinteza anoxigenică.

Fotofosforilarea non-ciclică: Fotofosforilarea non-ciclică apare în fotosinteza oxigenică.

Mișcarea electronilor

Fotofosforilarea ciclică: Electronii se deplasează într-un model ciclic în fotofosforilarea ciclică.

Fotofosforilarea non-ciclică: Electronii se deplasează într-un model liniar în fotofosforilarea non-ciclică.

Photosystems

Fotofosforilarea ciclică: Doar fotosistemele I sunt implicate în fotofosforilarea ciclică.

Fotofosforilarea non-ciclică: Ambele sisteme fotosensibile I și II sunt implicate în fotofosforilarea non-ciclică.

Electronii expulzați mai întâi de la

Fotofosforilarea ciclică: Electronii sunt expulzați mai întâi din centrul de reacție al PS I în fotofosforilarea ciclică.

Fotofosforilarea non-ciclică: Electronii sunt expulzați mai întâi din centrul de reacție al PS II în fotofosforilarea non-ciclică.

Soarta electronilor

Fotofosforilarea ciclică: Electronii revin la P700 după trecerea prin ETS în fotofosforilarea ciclică.

Fotofosforilarea non-ciclică: Electronii revin la centrul de reacție al P680 și sunt acceptați de NADP⁺ în fotofosforilarea non-ciclică.

Receptor de electroni finali

Fotofosforilarea ciclică: Acceptorul final de electroni al fotofosforilării ciclice este P700.

Fotofosforilarea non-ciclică: Acceptorul final de electroni al fotofosforilării non-ciclice este NADP⁺.

Fotoliză

Fotofosforilarea ciclică: Fotoliza nu apare în fotofosforilarea ciclică.

Fotofosforilarea non-ciclică: Fotoliza are loc în fotofosforilarea non-ciclică.

Oxigen

Fotofosforilarea ciclică: Oxigenul nu este produs în fotofosforilarea ciclică.

Fotofosforilarea non-ciclică: Oxigenul este produs în fotofosforilarea non-ciclică.

Rezultat

Fotofosforilarea ciclică: Numai ATP este produs în fotofosforilarea ciclică.

Fotofosforilarea non-ciclică: Atât ATP, cât și coenzimele reduse sunt produse în fotofosforilarea non-ciclică.

Efectul luminii

Fotofosforilarea ciclică: Fotofosforilarea fotociclică are loc în condiții de intensitate scăzută a luminii.

Fotofosforilarea non-ciclică: Fotofosforilarea non-ciclică are loc în condiții de intensitate mai mare a luminii.

Anaerobic / Aerobic

Fotofosforilarea ciclică: Fotofosforilarea ciclică are loc în principal în condiții anaerobe.

Fotofosforilarea non-ciclică: Fotofosforilarea non-ciclică are loc în principal în condiții aerobe.

Inhibitie

Fotofosforilarea ciclică: Fotofosforilarea fotociclică nu poate fi inhibată de Diuron.

Fotofosforilarea non-ciclică: Fotofosforilarea non-ciclică este inhibată de Diuron.

Concluzie

Fotofosforilarea fotociclică și non-ciclică sunt cele două mecanisme de fotofosforilare care apar în timpul reacției ușoare a fotosintezei. Fotofosforilarea fotociclică apare în bacteriile fotosintetice în timpul fotosintezei anoxigene. Fotofosforilarea non-ciclică are loc în plante, alge și cianobacterii în timpul fotosintezei oxigene. Electronii se deplasează într-un ciclu în timpul fotofosforilării ciclice, în timp ce aceștia nu sunt reciclați în fotofosforilarea non-ciclică. Principala diferență între fotofosforilarea ciclică și non-ciclică este mișcarea electronilor.

Referinţă:

1. "Flux de electroni ciclici și non-ciclici". Liceul Mandeville, Disponibil aici.

Datorită fotografiei:

1. "Membrana Thylakoid 3" de Somepics - Muncă proprie (CC BY-SA 4.0) prin Wikimedia Commons
2. "Fotofosforilarea ciclică" De David Berard - Activitate proprie (CC0) prin Wikimedia Commons