Photosynthesis: Calvin Cycle

Ma arvan, et me nüüd oleme valmis õppima
natukene

tumeda reaktsiooni kohta.

Aga pea meeles, kus me oleme
kogu skeemiga

fotosünteesi kohta, footonid tulevad sisse ja
erutatud eletronid klorofüllis

valguse reaktsioonis.

Ja footonite energia tase muutus
järjest madalamaks--

me nägime seda eelmises videos--

kui nende energia tase muutub madalamaks
ja kõik see

läks tülakoidi membraani siin.

Kujuta ette-- las ma teen selle teise värviga.

Kujuta ette, et see esineb siin.

Kui nende energia tase muutus
madalamaks juhtus

kaks asja.

Üks, vabastatud energia oli võimeline
pumpama vesinikke

üle selle membraani.

Ja siis, kui oli kõrge konsentratsioon
vesinikest siin,

läksid need tagasi läbi ATP
sünteesi ja

olid ATP tootmise mootoriks.

Viimane elektroni kinnitaja
või vesiniku kinnitaja

sõltusid kuidas sa tahad
seda näha.

Terve vesiniku aatom oli
NAD pluss.

Kaks jääkprodukti või need kask jääkprodukti
mida me kasutame

fotosünteesis meie valgus ringist,

meie valgus reaktsioonis, ma arvan

Ma peaksin seda kutsuma valguse tsükkliks--
ma kirjutan selle siia--

ATP ja NADPH.

Ja kõrvalprodukt oli see, mida vajasime
elektroni, mis

asendaks esimest erutunud elektroni.

Me võtame selle veest eemale.

Me toodame ka hapnikku,
mis on väga väärtuslik

kõrvalprodukt selles
reaktsioonis.

Aga nüüd, kui meil on ATP ja
NADPH, oleme valmis jätkama

pimedat reaktsiooni.

Ja ma tahan rõhutada jälle,
et isegi kui seda nimetatakse

pimedaks reaktsiooniks, siis
see ei tähenda, et see toimub öösel.

Tegelikult juhtub see samal ajal kui
valgus reaktsioongi.

See ilmneb siis,
kui päike on väljas.

Põhjus, miks seda pimedaks reaktsiooniks
kutsutakse on see, et

ta on valgusest sõltumatu.

Nad ei nõua prootoneid.

Nad nõuavad ainult ATP-d, NADPH-d
ja süsinikdioksiidi.

Saame nüüd kergemini aru

mis siin toimub.

Las ma lähen alla,
kus mul on natuke

tühja ruumi.

Meil on meie valguse reaktsioon.

Ja nad tootsid-- ma vaatasin natuke
üle-- tootsid

ATP-d ja NADPH-d

Ja nüüd me võtame natuke
süsinikdioksiidi

atmosfäärist.

Ja kõik see läheb-- mina nimetan
seda valgusest

sõltumatu reaktsioon.

Sest pime reaktsioon
on eksitav

Valgusest sõltumatu reaktsioon, tegelik

nimetus on
Calvini Tsükkel.

Ja sellest see video räägibki.

See läheb Calvini Tsükklisse ja
hüppab välja-- kas tahad nimetada

seda PGAL--me rääkisime sellest
esimeses videos--

või G3P.

See on glütseraaldehüüd
3-fosfaat.

See on fosfo glütseraaldehüüd.
Neil on täpselt samasugune

molekul, lihtsalt nimetused on
erinevad.

Kujuta ette seda
3-süsinik ahelana

fosfaatrühmaga.

Seda saab kasutada teise
süsivesikute ehituses.

Pane kaks sellist kokku
ja sa saad glükoosi.

Sul võib meelde tulla, et esimeses
faasis glükoosi või

kui esimest korda lõhkusime glükoosi
molekuli jäi alles

kaks fosfoglütseraaldehüüdi
molekuli.

Glükoosil on kuus süsinikku.

Sellel on kolm.

Õpime Calvini Tsükklit

natuke detailsemalt.

Ütleme, et väljumine valguse reaktsioonist,
ütleme, et meil on--

alustame kuuest süsinikdioksiidist.

See on valgusest sõltumatu reaktsioon.

Ja ma näitan sulle, miks
ma kasutan neid numbreid.

Ma ei pea kasutama neid
samu numbreid.

Ütleme, et ma alustan kuue CO2-ga.

ja ma võin kirjutada CO2, sest
meil on vaja teada,

mis juhtub süsinikuga.

Me võime selle kirjutada üksiku
süsinikuna, millel on kaks

hapnikku, mille ma võin joonistada.

Aga ma ei hakka neid praegu
joonistama.

Sest ma tõesti tahan näidata, mis

juhtub süsinikega.

Võibolla peaksin ma seda kollasega
joonistama.

Et näidata aind süsinikke.

Ma ei näita sulle neid
hapnikke siin.

Ja juhtub see, et CO2, kuus CO2-te,
põhiliselt reageerib--

Ma räägin sellest reaktsioonist
hiljem lähemalt--

nad reageerivad kuue molekuliga--
ja see näib sulle natuke

keerulisena--molekulist

mida nimetad RuBP.

See on lühemalt ribuloos bifosfaat.

Vahepeal kutsutakse seda ribuloos-1-
5-bifosfaadiks.

Ja põhjus, miks seda nii kutsutakse
on see, et see on

viie süsinikuga molekul.

Nii, kolm, neli, viis.

Esimesel on fosfaat ja viis süsinikku.

Niisiis on see ribuloos
bifosfaat.

Või vahepeal ribuloos-1--
las ma kirjutan selle-- see on

esimene süsinik.

5-bifosfaat.

Meil on kaks fosfaati.

Niisiis see on ribuloos-1
5-bifosfaat.

Uhke nimi aga selles on lihtsalt
viie süsinikuga ahel

2 fosfaadiga

Need kaks reageerivad omavahel.

Ja see on lihtsus.

Need kaks reageerivad omavahel.

Siin juhtub veel palju aga ma
tahan näidata sulle

suurt pilti sellest,

12 molekuli PGAL, fosfoglütseraldehüüdist
või

glüteraldehüüd 3-fosfaat PGAL-ist,
kust sa saad vaadata--

sellel on kolm süsinikku ja
fosfaatrühm.

Ja et teha kindlaks et arvutame
süsinikke korrapäraselt,

mõtleme mis juhtub.

Meil on 12 seda tüüpi.

Sa mõtle sellest, mis meil on--
12 korda

3-- meil on 36 süsinikku.

Kas me alustasime 36
süsinikuga?

Meil on 6 korda 5 süsinikku.

See on 30.

Pluss ülejäänud 6.

Niiet jah.

Meil on 36 süsinikku.

Nad reageerivad omavahel PGAL-is.

Sidemed või elektronid selles molekulis
on kõrgema energiatasemega

kui need elektronid selles molekulis.

Me peame lisama energia

et see reaktsioon õnnestuks.

See ei toimi iseenesest.

Ja energia selle reaktsiooni jaoks,
kui me kasutame numbreid

6 ja 6 siin, energia sellest reaktsioonist

muutub 12ATP-ks-- kujuta 2ATP-d
iga süsiniku ja

ribuloos bifosfaadi kohta

ja 12 NADPH.

Ma ei taha, et satuksid segadusse--
see on väga

sarnane NADH-le, aga ma ei taha
sind segadusse ajada sellega

mis läheb hingamisse.

Ja siis jäävad need 12 ADP-d
pluss 12 fosfaatrühma.

Ja siis sul on 12 NADP plussi.

Ja põhjus, miks see on energia allikas,
on see,

et elektronid NADPH-s, võid öelda,
et vesinik koos elektronidega

NADPH-s on kõrgema energia
tasemega.

Kui see läheb madalama energia tasemele

aitab see reaktsioonil toimuda.

Ja muidugi ATP, Kui nad kaotavad
fosfaatrühma,

need elektronid on väga kõrge energia
tasemega, nad sisenevad

madalama energia tasemele, nad aitavad
toimuda reaktsioonil, aitavad

energiat panna reaktsiooni.

Siis on meil need 12 PGAL-i

Nüüd põhjus, miks seda kutsutakse Calvini
Tsükkliks-- kui sa juba arvad--

me õppisime Krebi tsükklit.

Tsükklid taaskasutavad asju.

Põhjus, miks see on Calvini Tsükkel, on
see et

me taaskasutame, tegelikult suuremat
osa PGAL-ist.

12-st PGAL-ist kasutame me 10--

las ma teen seda nii.

meil on 10 PGAL-i

10 fosfoglütseraaldehüüdi 10 PGAL-i
kasutame me selleks, et

teha uuesti ribuloos
bifosfaati.

Ja lugemine töötab.

Sest meil on kümme 3 süsinikulist
molekuli.

See on 30 süsinikku.

Siis on meil kuus 5 süsinikulist
molekuli.

30 süsinikku.

Aga see, üks kord veel, võtab
energiat.

See võtab energiat kuuelt ATP-lt.

Põhiliselt kuus ATP-d kaotavad
enda

fosfaatrühma.

Elektronid sisenevad madalama
energiaga

tasemele, toimub reaktsioon.

Ja sul on kuus ADP-d pluss
kuus fosfaatrühma, mis

said vabaks.

Ja sa näed seda tsükklina.

Aga küsimus on, kuidas ma neid
kõiki kasutasin?

Mis ma sellest saan?

Ma ainult kasutasin 10t
12-st.

Järelikult on mul 2 PGAL-i alles.

Ja neid saab siis kasutada--
põhjus miks ma kasutasin 6 ja 6

on see, et ma sain siis
12 siia.

Ja siia sain 2.

Põhjus, miks mul on siin 2, on see,
et kahest PGAL-ist saab

teha glükoosi.

Mis koosneb 6 süsinikust.

Selle valem, me oleme seda varem näinud,
on C6H12O6.

aga tähtis on teada, et see
ei pea kindlalt olema

glükoos.

Sellest saab teha piema ahela

ja jäigema süsivesiku, ükskõik
millel on

süsiniku selgroog.

See on kõik.

See on pime reaktsioon.

Me olime võimelised võtma
kõrvalprodukte valguse reaktsioonist,

ATP-d ja NADH-d-- Seal on
veel ATP-d--

ja kasutada seda süsiniku parandamisel.

Seda nimetatakse süsiniku
kinnistamiseks.

Kui sa võtad süsiniku gaasilisest
vormist ja paned selle

vedelikku, seda nimetatakse
süsiniku kinnistamiseks.

Läbi Calvini Tsükkli olime
võimelised parandama süsinikku ja

energiat eraldus molekulidest,
mis tulid

valguse reaktsioonist.

Ja muidugi kutsutakse seda tsükkliks,
sest me toodame

PGAL-i, mõnda neist kasutatakse
glükoosi saamisel

või teiste süsivesikute saamisel, kus
enamus neist

taaskasutatakse ribuloos bifosfaadis,
kus uuesti

reageeritakse süsinikdioksiidiga.

ja siis juhtub see tsükkel uuesti
ja uuesti.

Me ütlesime, et see ei juhtu vaakumis.

Kui sa tahad teada, kus see tegelikult
juhtub,

siis kõik see juhtub
tegelikult stroomas.

Vedelikus, mis on kloroplastis
aga väljaspool

tülakoidi.

Sinu stroomas, seal toimubki valgusest

sõltumatu reaktsioon.

Ja see ei juhtu ainult ADP
või NADPH-ga.

Seal on tegelikult eri suurustega
ensüüme või proteiine,

mis aitavad sellele kaasa.

See võimaldab süsinikdioksiidi
sidemetel kindlas punktis

ja ribuloos bifosfaadil ja ATP-l

reageerida kindlates punktides,
põhiliselt need kaks

tüüpi omavahel reageerima panna.

Ja see ensüüm, vahel kutsutakse seda
RuBisCo, ma kohe ütlen

miks seda nii kutsutakse.

See on RuBisCo.

Nii rub-- las ma panen suured
tähed õigesti--

ribuloos bifosfaat rub--
bis--co--karboksülaas.

Ja selline näeb ta välja.

See on päris suur proteiin
ensüümi molekul.

Kujuta ette, et sul on ribuloos
bifosfaat

sidunud ühes punktis.

Teises punktis on süsinikdioksiid.

Ma ei tea mis punktid need on.

ATP on järgmises punktis.

See reageerib.

See paneb asja keerlema ja keerab
kindlale teele, et

ribuloos bifosfaat reageeriks
süsinikdioksiidiga.

NADPH võib reageerida teiste osadega.

Ja see hõlbustab Calvini Tsükklit.

Ja sa võid-- ma ütlesin sulle siin--
see R U B P,

see on ribuloos-1
5-bifosfaat-

See RuBisCo, see on lühem variant
ribuloos-1 5-bifosfaat

karboksülaasist.

Ma ei kirjuta seda kõike välja,
sa saad seda ise otsida.

Aga ma lihtsalt ütlen, see on ensüüm
mida kasutatakse

reageerimisel süsinikuga ja ribuloos-1
5-fosfaadiga.

Aga nüüd oleme me valmis.

Me oleme lõpetanud fotosünteesiga.

Me olime võimelised alustama footonite
ja veega ATP ja NADPH

tootmist, sest meil olid need erutatud
elektronid,

meil oli terve keemia, et seda reaktsiooni
aidata-- see kaasas ATP sünteesi

et toota ATP-d.

NADPH oli viimane elektroni tunnustaja.

Siis kasutatakse neid kütusena
Calvini Tsükklis

pimedas reaktsioonis.

Mis on halvasti nimetatud, selle
nimi peaks olema valgusest

sõltumatu reaktsioon.

Sest see tegelikult juhtub valguses.

Võta oma kütus valguse reaktsioonist
koos mõne

süsinikdioksiidiga ja sa saad parandada
selle kasutades--mulle meeldib seda nii kutsuda--

RuBisCo ensüümi
Calvini Tsükklis.

Ja sa lõpetad fosfoglütseraldehüüdi mis

on sammuti glütseraldehüüd 3-fosfaat,

mida saab kasutada glükoosi
tootmisel, mida me kõik sööme, et

laadida oma keha.

Või me õpime rakuhingamist,

mis võib olla muundatud ATP-ks
kui me seda vajame.