特点:
①电子传递途径属循环方式:在光能驱动下,电子从菌绿素分子上逐出,通过类似呼吸链的循环,又回到菌绿素,其间建立了质子动势并产生了1个ATP;
②产能(ATP)与产还原力[H]分别进行; ③还原力来自H2S等无机氢供体;
④不产生氧,即不能利用H2O作为还原CO2时的氢供体; ⑤光合磷酸化与固定CO2的Calvin循环相联接。 ★ 循环光合磷酸化产能的生物:
原核生物真细菌中的光合细菌,厌氧菌,分类位臵——红螺菌目。
特点:
①细胞内含菌绿素和类胡萝卜素,因量和比例的不同,呈现红、橙、蓝绿、紫红、紫或褐等颜色;
②典型的水生细菌,广泛分布于缺氧的深层淡水或海水中;
③可用于污水净化; ④菌体可作SCP。 2、非循环光合磷酸化
各种绿色植物、藻类和蓝细菌共有的利用光能产生ATP的磷酸化反应。
特点:
①电子的传递途径属非循环式的,电子须经PSII和PSI两个系统接力传递;
②在有氧条件下进行;
③有PSI和PSII2个光合系统,PSI含叶绿素a,反应中心的吸收光波为“P700”,有利于红光吸收,PSII含叶绿素b,反应中心的吸收光波为“P680”,有利于蓝光吸收;
④反应中可同时产ATP(来自PSII,Cyt bf和Pc间产生1个ATP)、还原力[H](产自PSI)和O2(产自PSII ,H2O经光解产生的1/2O2);
⑤还原力NADPH2中的[H]来自H2O分子的光解产物H+
和电子。
3、嗜盐菌紫膜的光借导ATP合成 (1)嗜盐菌紫膜
嗜盐菌:一类必须在高盐(3.5 ~ 5.0 mol/L Nacl)环境中才能生长的古细菌。细胞内富含类胡萝卜素而呈红、橘黄、黄色。其细胞膜可分离出:
①红膜:红色,含类胡萝卜素、cyt、Fd等用于氧化磷酸化反应的呼吸链载体成分;
②紫膜:由称作细菌视紫红质的蛋白质和类脂组成,能进行独特的光合作用。
(2)光介导ATP合成
在无氧条件下,利用光能所造成的紫膜蛋白上视黄醛辅基构象的变化,可使质子不断驱至膜外,从而在膜两侧建立一个质子动势,再由它来推动ATP酶合成ATP,此即光介导ATP合成。只在嗜盐菌中才有的无叶绿素或菌绿素参与的独特光合作用。
当环境中O2浓度很低时,嗜盐菌无法利用氧化磷酸化来满足其正常的能量需要,这时,若光照条件适宜,它就能
合成紫膜,并利用紫膜的光介导ATP合成机制获得必要的能量。
细菌视紫红质的功能与叶绿素相似,能吸收光能,并在光量子的驱动下起着质子泵作用。这时,它将反应中产生的质子一一逐出细胞膜外,从而使紫膜内外形成一个质子梯度差。根据化学渗透学说,这一梯度差(即质子动势)在驱动H+通过ATP酶的孔道进入膜内以达到质子平衡时,就会产生ATP。
第二节 分解代谢和合成代谢的关系