叶绿体基质中质子(H?)的来源主要有以下几个方面:
1. 水的光解:在光系统 II 中,水被光解产生氧气和质子(H?)。这些质子被释放到类囊体腔中,形成了较高的质子浓度。
2. 电子传递链:在光合作用的电子传递过程中,通过一系列的电子传递体,质子会被不断地从叶绿体基质侧(低浓度)泵到类囊体腔侧(高浓度),从而形成了质子梯度。
3. 碳反应(卡尔文循环):在碳反应过程中,一些酶促反应也会产生或消耗质子。例如,RuBisCO 催化二氧化碳固定的反应中,会涉及到质子的产生或转移。
由于类囊体膜对质子的不通透性,类囊体腔中积累的质子形成了较高的质子浓度。当质子通过类囊体膜上的 ATP 合酶回流到叶绿体基质时,会驱动 ATP 的合成,同时也补充了基质中的质子。这些质子在光合作用的能量转换和物质合成过程中发挥着重要的作用。