電子傳遞鏈

【生物科教學尋疑團隊工作坊】「光合作用光反應」教學疑難及建議解答(3)

【生物科教學尋疑團隊工作坊】「光合作用光反應」教學疑難及建議解答(3)
國立新竹高級中學顏孝修實習老師/長庚大學生命醫學系周成功教授責任編輯


●教學疑難問題8

高能電子經電子傳遞鏈由高能階向低能階過程中,能階的遞減能量釋放,如何轉變成使氫離子運送的動能?

討論建議:
光合化學滲透作用其能量的轉換形式複雜且獨特,一開始色素分子吸收光能變成激發態後(光能),釋放出自由電子,經電子傳遞鏈一連串的氧化還原反應(化學能)傳遞,過程中產生的能量即會促使氫離子主動運輸入葉綠囊腔中,而當氫離子累積至一定滲透壓濃度後,即會自ATP合成酶通道循滲透壓梯度釋放至基質中,而氫離子滲透的化學位能驅動ATP合成酶的轉動(機械能),此轉動即會造成酶蛋白構形的轉變,進而合成ATP的高能化學鍵形式(化學能)。實際能量轉換過程複雜目前並非完全暸解。

【生物科教學尋疑團隊工作坊】「光合作用光反應」教學疑難及建議解答(2)

【生物科教學尋疑團隊工作坊】「光合作用光反應」教學疑難及建議解答(2)
國立新竹高級中學生物科顏孝修實習老師/長庚大學生命醫學系周成功教授責任編輯


●教學疑難問題5

輔助色素用甚麼方式將所吸收的能量傳給葉綠素a?

討論建議:
輔助色素吸收光能使電子激發到高能階,如果緊鄰有一個接受者,透過共振,高能階的電子回到基態時放出的能量,能激發緊鄰接受者的電子到高能階(這個過程叫作resonance energy transfer)。輔助色素的空間排列只允許單一方向的一一傳遞,全部朝向反應中心,達到匯集能量的目的。

電子傳遞鏈(Electron Transport Chain)

電子傳遞鏈(Electron Transport Chain)
國立嘉義女子高級中學生物科林鈺婷老師/國立台灣師範大學生命科學系張永達副教授責任編輯

高能電子在經由膜上一系列蛋白傳送過程中,藉由膜蛋白的氧化與還原將其能量逐漸釋放出來,造成膜外與膜內質子濃度的差異(proton-gradient),而這些質子再由高濃度往低濃度運送,會通過質子通道並驅動ATPase作用將質子能量轉換給ATP。生物體內常見的電子傳遞過程有:葉綠體進行光合磷酸化過程中在葉綠囊膜上所進行的與粒線體進行氧化磷酸化過程中在內膜進行的兩大類。

高等植物進行光反應的過程中,天線色素吸收光能後將能量傳遞給光系統(PSI、PSII)的反應中心P700或P680的葉綠素a分子,葉綠素a分子吸收能量後會轉變為高能量的激動態(excited state),以致其分子上的電子被擊發出來。