광합성 과정. 광합성의 어둡고 밝은 단계

NADH는 에너지와 생명의 기초입니다.

일반적인 의미에서 생물학적 생명은 세포 내에서 에너지를 생성하는 능력으로 정의될 수 있습니다. 이 에너지는 체내에서 합성되는 화학물질의 고에너지 인산염 결합입니다. 가장 중요한 고에너지 화합물은 아데노신 삼인산(ATP), 구아노신 삼인산(GTP), 크레아틴 인산, 니코틴아미드 디뉴클레오티드 인산(NAD(H) 및 NADP(H)), 인산화된 탄수화물입니다.

니코틴아미드-아데닌-디뉴클레오티드(NADH, NADH) - 모든 살아있는 세포에 존재하는 조효소는 산화환원 반응을 촉매하는 효소의 탈수소효소 그룹의 일부입니다. 산화 물질로부터받는 전자와 수소 운반체의 기능을 수행합니다. 환원형(NADH)은 그것들을 다른 물질로 옮길 수 있습니다.

성능 향상 방법

NADH는 무엇입니까? 많은 사람들이 그것을 "생명의 약어"라고 부릅니다. 그리고 실제로 그렇습니다. NADH(니코틴아미드 아데닌 디뉴클레오티드 조효소)는 모든 살아있는 세포에서 발견되며 세포 내부에서 에너지가 생성되는 중요한 요소입니다. NADH는 ATP(ATP) 생성에 관여합니다. ATP와 달리 보편적인 에너지 분자인 NAD(H)는 NAD(H)에 특이적으로 민감한 피루브산 탈수소효소 복합체의 자극으로 인해 과도한 젖산 축적으로 인해 미토콘드리아에서 피루브산 형성을 향한 미토콘드리아의 부하를 지속적으로 제거할 수 있습니다. ) / NAD 비율.

만성 피로 증후군: 미토콘드리아에 초점

많은 임상 연구에서 CFS에서 NADH 약물의 효과가 나타났습니다. 1일 투여량은 보통 50mg이었다. 가장 강력한 효과는 치료 2-4주 후에 나타났습니다. 피로가 37~52% 감소했습니다. 또한 주의집중과 같은 객관적 인지변수가 향상되었다.

만성 피로 증후군의 치료에서 NADH

모든 살아있는 세포에 존재하는 NADH(비타민 B3 조효소)는 산화환원 반응을 촉매하는 효소의 탈수소효소 그룹의 일부입니다. 산화 물질로부터받는 전자와 수소 운반체의 기능을 수행합니다. 세포의 예비 에너지원입니다. 에너지 생성의 거의 모든 반응에 참여하여 세포 호흡을 제공합니다. 뇌의 해당 과정에 영향을 미침으로써 비타민 B3 조효소는 저산소증 또는 연령 관련 변화 동안 신경 세포의 사멸을 예방할 수 있습니다. 간에서 해독 과정에 참여합니다. 최근에, 젖산 탈수소효소를 차단하여 심근에 대한 허혈성 및/또는 저산소성 손상을 제한하는 능력이 확립되었습니다. 만성 피로 증후군의 치료에서 경구 투여의 효과에 대한 연구는 사람들의 상태에 대한 활성화 효과를 확인했습니다.

스포츠 및 의학에서의 NADH: 외국 문헌 검토

우리는 이전 기사에서 NADH(니코틴아미드 아데닌 디뉴클레오티드 포스페이트)에 대해 썼습니다. 이제 우리는 신체의 에너지 대사에서 이 물질의 역할과 중요성, 신경계에 미치는 영향, 여러 병리학적 상황의 발달에 있어서의 역할 및 의학과 스포츠. (NADH에서 논문 다운로드).

Herbalife Quickspark CoEnzyme 1(NADH) ATP 에너지

세포 수준의 자연 에너지

Quickspark는 Herbalife 회사의 제품입니다. 비타민 B3 CoEnzyme1의 안정적인 형태입니다. CoEnzyme1은 1906년 오스트리아의 George Birkmayer 교수에 의해 발견되었습니다. CoEnzyme1은 의료 목적으로 개발되었으며 2차 세계 대전에 사용되었습니다.

NADH(에나다)

니코틴아미드 아데닌 디뉴클레오티드(NADH)는 체내 효소의 기능을 돕는 물질입니다. NADH는 에너지 생성에 중요한 역할을 하며 신체가 신경 전달 물질인 도파민으로 변하는 L-도파 생성을 돕습니다. NADH는 많은 조건에 대해 평가되고 있으며 정신 기능과 기억력 향상에 도움이 될 수 있습니다.

Monooxygenase 반응은 다음과 같은 경우에 필요합니다.

1. 예를 들어, 페닐알라닌으로부터 티로신 합성을 위한 아미노산의 특정 변형(효소는 페닐알라닌 수산화효소임);

2. 간에서 콜레스테롤, 담즙산 합성; 부신 피질, 난소, 태반, 고환의 스테로이드 호르몬; 신장의 비타민 D 3;

3. 간에서 이물질(xenobiotics)의 중화.

모노옥시게나제 산화 경로의 효소는 소포체의 막에 국한됩니다(조직 균질화 동안 이러한 막은 마이크로솜 - 막 소포로 변합니다). 따라서 산화의 모노옥시게나제 경로를 마이크로솜 산화라고 합니다.

마이크로솜 산화는 NADP, FAD, FMN, 시토크롬 P 450을 포함한 짧은 전자 수송 사슬입니다.

마이크로솜 시스템에는 시토크롬 P 450 및 NADPH-시토크롬-P 450 환원효소의 두 가지 효소가 있습니다.

NADPH-사이토크롬 P 450 - 환원효소 - 플라보단백질은 보철 그룹으로 두 개의 조효소 FAD와 FMN을 포함합니다.

Cytochrome P 450은 헴 보철 그룹과 산소 및 기질에 대한 결합 부위를 포함하는 혈단백입니다. 환원된 시토크롬 P 450은 450 nm에서 최대 흡수를 갖는다. 산화된 기질의 결합과 분자 산소의 활성화의 두 가지 기능을 수행합니다.

쌀. 11.1. 마이크로솜 산화의 계획

마이크로솜 산화는 여러 단계로 진행됩니다.

1. 시토크롬 P 450 기질 RN의 활성 중심에서의 결합;

2. 첫 번째 전자의 추가 및 헴의 철이 Fe 2+ 로 환원됨; 철 원자가의 변화는 산소 분자에 대한 P 450 - Fe 2+ RH 착물의 친화력을 증가시킵니다. 산소 분자에 두 번째 전자의 추가 및 불안정한 퍼옥시 착물 P 450 -Fe 2+ O 2 - RH의 형성;

3. Fe 2+는 산화되고 전자는 산소 분자에 부착됩니다. 환원된 산소 원자(O 2 -)는 2개의 양성자(양성자 공여체 - NADPH + H +)와 결합하고 1개의 물 분자가 형성됩니다. 두 번째 산소 원자는 RH 기질의 하이드록실화에 관여합니다. 수산화된 ROH 기질은 효소에서 분리됩니다.

수산화의 결과 소수성 기질이 더 극성이되고 용해도가 증가하며 소변과 함께 신체에서 배설 될 가능성이 높아집니다. 이것은 얼마나 많은 생체 이물과 의약 물질이 산화되는지입니다.

드물게 하이드록실화로 인해 화합물의 독성이 증가합니다. 예를 들어, 무독성 벤즈피렌(담배 연기, 훈제 고기에 함유)이 산화되는 동안 독성 옥시벤즈피렌이 형성되는데, 이는 세포의 악성 변성을 유발하는 강력한 발암 물질입니다.

미토콘드리아에는 생합성 기능을 수행하는 모노옥시게나제 시스템이 포함되어 있습니다. 콜레스테롤 합성; 스테로이드 호르몬(부신피질, 난소, 태반, 고환); 담즙산(간); 비타민 D 3(신장)의 형성.

이름에서 알 수 있듯이 광합성은 본질적으로 유기 물질의 자연 합성으로 대기와 물의 CO2를 포도당과 유리 산소로 전환합니다.

이를 위해서는 태양 에너지가 필요합니다.

광합성 과정의 화학 반응식은 일반적으로 다음과 같이 나타낼 수 있습니다.

광합성에는 어둡고 밝은 두 단계가 있습니다. 광합성의 어두운 단계의 화학 반응은 밝은 단계의 반응과 크게 다르지만 광합성의 어두운 단계와 밝은 단계는 서로 의존합니다.

빛 단계는 햇빛에서만 식물 잎에서 발생할 수 있습니다. 어두운 것의 경우 이산화탄소의 존재가 필요하기 때문에 식물은 항상 대기에서 이산화탄소를 흡수해야 합니다. 광합성의 어두운 단계와 밝은 단계의 모든 비교 특성은 아래에 제공됩니다. 이를 위해 비교 테이블 "광합성 단계"가 생성되었습니다.

광합성의 가벼운 단계

광합성의 가벼운 단계의 주요 과정은 틸라코이드 막에서 발생합니다. 여기에는 엽록소, 전자 운반 단백질, ATP 합성효소(반응 속도를 높이는 효소) 및 햇빛이 포함됩니다.

또한, 반응 메커니즘은 다음과 같이 설명할 수 있습니다. 햇빛이 식물의 녹색 잎에 닿으면 엽록소 전자(음전하)가 구조에서 여기되어 활성 상태로 전환되어 안료 분자를 떠나 결국 틸라코이드의 바깥 쪽, 막도 음전하를 띠고 있습니다. 동시에 엽록소 분자는 산화되어 이미 산화되어 복원되어 잎 구조에 있는 물에서 전자를 빼앗습니다.

이 과정은 물 분자가 분해되고 물의 광분해의 결과로 생성된 이온이 전자를 제공하고 추가 반응을 수행할 수 있는 그러한 OH 라디칼로 변한다는 사실로 이어집니다. 또한 이러한 반응성 OH 라디칼이 결합하여 본격적인 물 분자와 산소를 생성합니다. 이 경우 유리 산소가 외부 환경으로 방출됩니다.

이러한 모든 반응과 변형의 결과로 잎 틸라코이드 막은 한편으로는 (H + 이온으로 인해) 양전하를 띠고 다른 한편으로는 (전자로 인해) 음전하를 띠게 됩니다. 막의 양쪽에서 이러한 전하의 차이가 200mV 이상에 도달하면 양성자는 ATP 합성 효소의 특수 채널을 통과하고 이로 인해 ADP는 인산화 과정의 결과로 ATP로 전환됩니다. 그리고 물에서 방출된 원자 수소는 특정 운반체 NADP+를 NADP H2로 복원합니다. 보시다시피 광합성의 가벼운 단계의 결과로 세 가지 주요 과정이 발생합니다.

1. ATP 합성;
2. NADP H2의 생성;
3. 유리 산소의 형성.

후자는 대기로 방출되고 NADP H2와 ATP는 광합성의 어두운 단계에 참여합니다.

광합성의 어두운 단계

광합성의 어두운 단계와 밝은 단계는 식물 측에서 많은 에너지를 소비하는 것이 특징이지만 어두운 단계는 더 빨리 진행되고 에너지가 덜 필요합니다. 암기 반응은 햇빛을 필요로 하지 않으므로 낮이나 밤에 발생할 수 있습니다.

이 단계의 모든 주요 과정은 식물 엽록체의 기질에서 발생하며 대기에서 이산화탄소가 연속적으로 변형되는 일종의 사슬을 나타냅니다. 이러한 사슬의 첫 번째 반응은 이산화탄소의 고정입니다. 더 부드럽고 빠르게 작동하기 위해 자연은 CO2 고정을 촉매하는 효소 RiBP-carboxylase를 제공했습니다.

그런 다음 전체 반응주기가 발생하며, 그 완료는 포스포글리세린산이 포도당(천연 설탕)으로 전환되는 것입니다. 이 모든 반응은 광합성의 가벼운 단계에서 생성된 ATP와 NADP H2의 에너지를 사용합니다. 포도당 외에도 광합성의 결과 다른 물질도 형성됩니다. 그 중에는 다양한 아미노산, 지방산, 글리세롤 및 뉴클레오티드가 있습니다.

광합성 단계: 비교 표

광합성 - 비디오

광합성의 밝은 단계와 어두운 단계에서 햇빛의 에너지는 포도당의 화학 결합 에너지로 어떻게 변환됩니까? 답을 설명합니다.

대답

광합성의 가벼운 단계에서 햇빛의 에너지는 여기된 전자의 에너지로 변환되고, 그 다음 여기된 전자의 에너지는 ATP와 NADP-H2의 에너지로 변환됩니다. 광합성의 어두운 단계에서 ATP와 NADP-H2의 에너지는 포도당 화학 결합의 에너지로 변환됩니다.

광합성의 빛 단계에서 어떤 일이 발생합니까?

대답

빛의 에너지에 의해 여기된 엽록소의 전자는 전자 수송 사슬을 따라 이동하며, 그 에너지는 ATP와 NADP-H2에 저장됩니다. 물의 광분해가 일어나고 산소가 방출됩니다.

광합성의 어두운 단계에서 일어나는 주요 과정은 무엇입니까?

대답

대기에서 얻은 이산화탄소와 가벼운 단계에서 얻은 수소로부터 가벼운 단계에서 얻은 ATP의 에너지로 인해 포도당이 형성됩니다.

식물 세포에서 엽록소의 기능은 무엇입니까?

대답

엽록소는 광합성 과정에 관여합니다. 가벼운 단계에서 엽록소는 빛을 흡수하고 엽록소 전자는 빛 에너지를 받아 전자 수송 사슬을 따라 분리됩니다.

엽록소 전자는 광합성에서 어떤 역할을 하나요?

대답

햇빛에 의해 여기된 엽록소 전자는 전자 수송 사슬을 통과하여 ATP와 NADP-H2의 형성에 에너지를 포기합니다.

광합성의 어느 단계에서 유리 산소가 생성됩니까?

대답

가벼운 단계에서 물의 광분해 동안.

ATP 합성은 광합성의 어느 단계에서 발생합니까?

대답

가벼운 단계.

광합성 중 산소 공급원은 무엇입니까?

대답

물(물이 광분해되는 동안 산소가 방출됨).

광합성의 속도는 빛, 이산화탄소 농도, 온도와 같은 제한(제한) 요소에 따라 달라집니다. 이러한 요인들이 광합성 반응을 제한하는 이유는 무엇입니까?

대답

빛은 엽록소의 여기를 위해 필요하며 광합성 과정에 에너지를 공급합니다. 이산화탄소는 광합성의 어두운 단계에서 필요하며 포도당이 합성됩니다. 온도의 변화는 효소의 변성으로 이어지고 광합성 반응은 느려집니다.

식물의 어떤 대사 반응에서 이산화탄소가 탄수화물 합성의 초기 물질입니까?

대답

광합성 반응에서.

식물의 잎에서는 광합성 과정이 집중적으로 진행됩니다. 성숙하고 덜 익은 과일에서 발생합니까? 답을 설명합니다.

대답

광합성은 빛에 노출된 식물의 녹색 부분에서 발생합니다. 따라서 광합성은 녹색 과일의 피부에서 발생합니다. 과일 내부와 익은(녹색이 아닌) 과일의 껍질에서는 광합성이 일어나지 않습니다.

광합성과 같은 방대한 자료에 대한 설명은 두 가지 수업에서 가장 잘 수행됩니다. 그러면 주제에 대한 인식의 무결성이 손실되지 않습니다. 수업은 광합성 연구의 역사, 엽록체의 구조 및 잎 엽록체 연구에 대한 실험실 작업으로 시작해야 합니다. 그 후에 광합성의 밝은 단계와 어두운 단계에 대한 연구를 진행할 필요가 있습니다. 이 단계에서 발생하는 반응을 설명할 때 일반적인 계획을 세울 필요가 있습니다.

설명하는 과정에서 그림을 그려야 합니다. 광합성의 광 단계 다이어그램.

1. 그라나의 틸라코이드 막에 위치한 엽록소 분자가 빛의 양자를 흡수하면 전자 1개를 잃고 여기 상태로 전환됩니다. 전자는 전자 수송 사슬을 따라 전달되어 NADP +가 NADP H로 환원됩니다.

2. 엽록소 분자에서 방출된 전자의 위치는 물 분자의 전자가 차지합니다. 이것이 물이 빛의 작용에 따라 분해(광분해)되는 방식입니다. 생성된 OH- 수산기는 라디칼이 되어 4 OH - → 2 H 2 O + O 2 반응에서 결합하여 자유 산소를 대기로 방출합니다.

3. 수소이온 H+는 틸라코이드막을 관통하지 않고 내부에 축적되어 양전하를 띠며, 이는 틸라코이드막의 전위차(EPD)를 증가시킵니다.

4. 임계 REB에 도달하면 양성자는 양성자 채널을 통해 바깥쪽으로 돌진합니다. 이 양전하 입자의 흐름은 특수 효소 복합체를 사용하여 화학 에너지를 생성하는 데 사용됩니다. 생성된 ATP 분자는 기질로 전달되어 탄소 고정 반응에 참여합니다.

5. 틸라코이드 막의 표면에 도달한 수소이온은 전자와 결합하여 원자수소를 형성하고, 이는 NADP+캐리어를 환원시키는 데 사용됩니다.

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이 문제를 고려한 후 작성된 계획에 따라 다시 분석한 후 학생들에게 표를 작성하도록 초대합니다.

테이블. 광합성의 밝은 단계와 어두운 단계의 반응

표의 첫 번째 부분을 채운 후 분석을 진행할 수 있습니다. 광합성의 어두운 단계.

엽록체의 기질에는 오탄당이 지속적으로 존재합니다. 탄수화물은 캘빈 주기(이산화탄소 고정 주기)에서 형성되는 5개의 탄소 화합물입니다.

1. 오탄당에 이산화탄소가 첨가되면 불안정한 6탄소 화합물이 형성되며, 이는 2분자의 3-포스포글리세르산(PGA)으로 분해됩니다.

2. FGK 분자는 ATP에서 하나의 인산기를 취하고 에너지가 풍부합니다.

3. 각 FGC는 두 개의 운반체에서 하나의 수소 원자를 추가하여 트리오스로 변합니다. 삼중당은 결합하여 포도당을 형성한 다음 전분을 형성합니다.

4. 다른 조합으로 결합된 삼중당 분자는 오탄당을 형성하고 다시 주기에 포함됩니다.

광합성의 총 반응:

계획. 광합성 과정

테스트

1. 광합성은 소기관에서 수행됩니다.

a) 미토콘드리아;
b) 리보솜;
c) 엽록체;
d) 염색체.

2. 엽록소 색소는 다음 위치에 집중되어 있습니다.

a) 엽록체의 막;
b) 기질;
c) 곡물.

3. 엽록소는 스펙트럼 영역의 빛을 흡수합니다.

a) 빨간색;
b) 녹색;
c) 보라색;
d) 지역 전체.

4. 광합성 중 유리 산소는 분할 중에 방출됩니다.

a) 이산화탄소
b) ATP;
c) NADP
d) 물.

5. 유리 산소는 다음에서 형성됩니다.

a) 어두운 단계;
b) 가벼운 단계.

6. ATP 광합성의 가벼운 단계에서:

a) 합성;
b) 분할.

7. 엽록체에서 1차 탄수화물은 다음에서 형성됩니다.

a) 가벼운 단계;
b) 어두운 단계.

8. 엽록체의 NADP가 필요합니다.

1) 전자의 트랩으로서;
2) 전분 형성을 위한 효소로서;
3) 엽록체 막의 필수적인 부분으로서;
4) 물 광분해 효소.

9. 물의 광분해는 다음과 같습니다.

1) 빛의 작용으로 물의 축적;
2) 빛의 작용하에 물을 이온으로 해리;
3) 기공을 통한 수증기 방출;
4) 빛의 작용으로 잎에 물 주입.

10. 광량의 영향으로:

1) 엽록소는 NADP로 전환됩니다.
2) 전자가 엽록소 분자를 떠난다.
3) 엽록체의 부피가 증가한다.
4) 엽록소는 ATP로 전환된다.

문학

Bogdanova T.P., 솔로도바 E.A.생물학. 고등학생 및 대학 지원자를 위한 핸드북. - M .: LLC "AST-Press school", 2007.