Differenza tra fotofosforilazione ciclica e non ciclica

Differenza principale - Fotofosforilazione ciclica vs non ciclica

Durante la reazione alla luce della fotosintesi, gli elettroni ad alta energia sono prodotti catturando l'energia luminosa dai fotosistemi. Questi elettroni ad alta energia sono espulsi dai fotosistemi e sono passati attraverso una serie di complessi molecolari noti come ETS (Electron Transport System), che sintetizzano ATP. Questo processo è indicato come la fotofosforilazione. I due tipi di fotofosforilazione sono la fosforilazione ciclica e non ciclica. La fotofosforilazione ciclica si verifica durante la fotosintesi anossigenica mentre la fotofosforilazione non ciclica si verifica nella fotosintesi ossigenata. Il differenza principale tra la fotofosforilazione ciclica e quella non ciclica è quella nella fotofosforilazione ciclica, gli elettroni si muovono in uno schema circolare mentre, nella fotofosforilazione non ciclica, gli elettroni si muovono in uno schema lineare. 

Aree chiave coperte

1. Cos'è la fotofosforilazione ciclica
     - Definizione, meccanismo, significato
2. Cos'è la fotofosforilazione non ciclica
     - Definizione, meccanismo, significato
3. Quali sono le somiglianze tra fotofosforilazione ciclica e non ciclica
     - Profilo delle caratteristiche comuni
4. Qual è la differenza tra fotofosforilazione ciclica e non ciclica
     - Confronto tra le principali differenze

Termini chiave: fotofosforilazione ciclica, sistema di trasporto degli elettroni (ETS), NADP, fotofosforilazione non ciclica, ossigeno, PS I, PS II

Cos'è la fotofosforilazione ciclica

La fotofosforilazione ciclica si riferisce alla sintesi di ATP durante la reazione alla luce della fotosintesi, che si accoppia ad un passaggio ciclico di elettroni da e verso il fotosistema I (P700). Pertanto, solo un singolo tipo di photosystem è coinvolto nella fotofosforilazione ciclica. Gli elettroni ad alta energia espulsi passano attraverso l'ETS e ritornano alla P700. Quindi, NADP⁺ non è usato come accettatore di elettroni finale. Poiché il fotosistema II non viene utilizzato durante la fotofosforilazione ciclica, non viene prodotto ossigeno nella fotofosforilazione ciclica. La fotofosforilazione ciclica è mostrata in Figura 1.

Figura 1: fotofosforilazione ciclica

Generalmente, la fotofosforilazione ciclica si verifica nei batteri fotosintetici come i batteri dello zolfo verde e del solfuro, i batteri viola, gli eliobatteri e gli acidobatteri. Quando l'apporto di ATP cala e sotto alte concentrazioni di NADPH, i cloroplasti si spostano anche nella fotofosforilazione ciclica.

Cos'è la fotofosforilazione non ciclica

La fotofosforilazione non ciclica si riferisce alla sintesi dell'ATP durante la reazione leggera della fotosintesi in cui è richiesto un donatore di elettroni e l'ossigeno è prodotto come sottoprodotto. Sia il fotosistema I (P700) che il fotosistema II (P680) sono utilizzati nella fotofosforilazione non ciclica. Gli elettroni ad alta energia espulsi da P680 passano attraverso l'ETS e ritornano a P700. Alla P700, questi elettroni sono assorbiti dal NADP⁺, producendo NADPH. A P680 si verifica la fotolisi, che divide l'acqua per sostituire gli elettroni rilasciati di P680. Durante questo processo, l'ossigeno viene prodotto come sottoprodotto. La fotofosforilazione non ciclica è mostrata in figura 2.

Figura 2: fotofosforilazione non ciclica

Generalmente, la fotofosforilazione non ciclica si verifica nelle piante, nelle alghe e nei cianobatteri. Durante la fotofosforilazione non ciclica, vengono prodotti sia ATP che NADPH.

Somiglianze tra fotofosforilazione ciclica e non ciclica

• Sia la fotofosforilazione ciclica che quella non ciclica si verificano durante la reazione leggera della fotosintesi.
• La fotofosforilazione ciclica e non ciclica sono due tipi di ETS.
• Sia la fotofosforilazione ciclica che quella non ciclica sono dipendenti dalla luce.
• Sia la fotofosforilazione ciclica che quella non ciclica generano ATP.

Differenza tra fotofosforilazione ciclica e non ciclica

Definizione

Fotofosforilazione ciclica: La fotofosforilazione ciclica si riferisce alla sintesi di ATP durante la reazione leggera della fotosintesi, accoppiando un passaggio ciclico di elettroni ae da P700.

Fotofosforilazione non ciclica: La fotofosforilazione non ciclica si riferisce alla sintesi di ATP durante la reazione leggera della fotosintesi in cui è richiesto un donatore di elettroni e l'ossigeno è prodotto come sottoprodotto.

avvenimento

Fotofosforilazione ciclica: La fotofosforilazione ciclica si verifica in cloroplasti isolati e batteri fotosintetici.

Fotofosforilazione non ciclica: La fotofosforilazione non ciclica si verifica nelle piante, nelle alghe e nei cianobatteri.

Tipo di fotosintesi

Fotofosforilazione ciclica: La fotofosforilazione ciclica si verifica nella fotosintesi anossigenica.

Fotofosforilazione non ciclica: La fotofosforilazione non ciclica si verifica nella fotosintesi ossea.

Movimento dell'elettrone

Fotofosforilazione ciclica: Gli elettroni si muovono in uno schema ciclico nella fotofosforilazione ciclica.

Fotofosforilazione non ciclica: Gli elettroni si muovono in uno schema lineare nella fotofosforilazione non ciclica.

fotosistemi

Fotofosforilazione ciclica: Solo il fotosistema I è coinvolto nella fotofosforilazione ciclica.

Fotofosforilazione non ciclica: Entrambi i fotosistemi I e II sono coinvolti nella fotofosforilazione non ciclica.

Elettroni espulsi per primi da

Fotofosforilazione ciclica: Gli elettroni vengono prima espulsi dal centro di reazione di PS I in fotofosforilazione ciclica.

Fotofosforilazione non ciclica: Gli elettroni vengono prima espulsi dal centro di reazione di PS II in fotofosforilazione non ciclica.

Destino degli elettroni

Fotofosforilazione ciclica: Gli elettroni ritornano alla P700 dopo essere passati attraverso ETS nella fotofosforilazione ciclica.

Fotofosforilazione non ciclica: Gli elettroni ritornano al centro di reazione di P680 e sono accettati dal NADP⁺ in fotofosforilazione non ciclica.

Accettatore di elettroni finale

Fotofosforilazione ciclica: L'accettatore di elettroni finale della fotofosforilazione ciclica è P700.

Fotofosforilazione non ciclica: L'accettatore di elettroni finale della fotofosforilazione non ciclica è NADP⁺.

fotolisi

Fotofosforilazione ciclica: La fotolisi non si verifica nella fotofosforilazione ciclica.

Fotofosforilazione non ciclica: La fotolisi si verifica nella fotofosforilazione non ciclica.

Ossigeno

Fotofosforilazione ciclica: L'ossigeno non viene prodotto nella fotofosforilazione ciclica.

Fotofosforilazione non ciclica: L'ossigeno è prodotto in fotofosforilazione non ciclica.

Risultato

Fotofosforilazione ciclica: Solo l'ATP è prodotto nella fotofosforilazione ciclica.

Fotofosforilazione non ciclica: Sia l'ATP che i coenzimi ridotti sono prodotti in fotofosforilazione non ciclica.

Effetto della luce

Fotofosforilazione ciclica: La fotofosforilazione ciclica si verifica a bassa intensità luminosa.

Fotofosforilazione non ciclica: La fotofosforilazione non ciclica si verifica sotto maggiore intensità luminosa.

Anaerobica / aerobica

Fotofosforilazione ciclica: La fotofosforilazione ciclica si verifica principalmente in condizioni anaerobiche.

Fotofosforilazione non ciclica: La fotofosforilazione non ciclica si verifica principalmente in condizioni aerobiche.

Inibizione

Fotofosforilazione ciclica: La fotofosforilazione ciclica non può essere inibita da Diuron.

Fotofosforilazione non ciclica: La fotofosforilazione non ciclica è inibita da Diuron.

Conclusione

La fotofosforilazione ciclica e non ciclica sono i due meccanismi della fotofosforilazione che si verificano durante la reazione alla luce della fotosintesi. La fotofosforilazione ciclica si verifica nei batteri fotosintetici durante la fotosintesi anossigenica. La fotofosforilazione non ciclica si verifica nelle piante, nelle alghe e nei cianobatteri durante la fotosintesi ossigenata. Gli elettroni si muovono in un ciclo durante la fotofosforilazione ciclica mentre non vengono riciclati nella fotofosforilazione non ciclica. La principale differenza tra fotoforforazione ciclica e non ciclica è il loro movimento di elettroni.

Riferimento:

1. "Flusso di elettroni ciclico vs. non ciclico". Mandeville High School, Disponibile qui.

Cortesia dell'immagine:

1. "Thylakoid membrane 3" di Somepics - Opera propria (CC BY-SA 4.0) via Commons Wikimedia
2. "Fotofosforilazione ciclica" di David Berard - Opera personale (CC0) via Commons Wikimedia