Comment et où est le processus de photosynthèse dans les plantes? Structure externe des feuilles.

Définition: La photosynthèse est la formation de substances organiques du dioxyde de carbone et de l'eau, à la lumière, avec une libération d'oxygène.

Une brève explication de la photosynthèse

Dans le processus de photosynthèse impliquée:

1) chloroplastes,

3) dioxyde de carbone,

5) température.

W. plantes supérieures La photosynthèse se produit dans les chloroplastes - plasttests (organites semi-autonomes) de forme ovale contenant du pigment de chlorophylle, grâce à la couleur verte de laquelle des parties de la plante ont également une couleur verte.

Dans les algues, la chlorophylle est contenue dans les chromatophores (cellules contenant du pigment et réfléchissant). Dans les algues brunes et rouges, vivant à une profondeur considérable, qui ne correspond pas à la lumière du soleil, il y a d'autres pigments.

Si vous regardez la pyramide alimentaire de tous les êtres vivants, les organismes de photosynthèse sont situés dans sa récente, dans le cadre de l'autotrophe (organismes synthétisant des substances organiques de Inorganic). Par conséquent, ils sont une source de nourriture pour tous vivant sur la planète.

Avec photosynthèse, l'oxygène est libéré dans l'atmosphère. Dans les couches supérieures de l'atmosphère, l'ozone en est formée. L'écran d'ozone protège la surface de la terre de rayonnement ultraviolet rigide, de sorte que la vie ait pu quitter la mer à la terre.

L'oxygène est nécessaire à la respiration de plantes et d'animaux. Lors de l'oxydation du glucose impliquant de l'oxygène dans la mitochondrie, il y a presque 20 fois plus d'énergie que sans elle. Cela rend l'utilisation de la nourriture beaucoup plus efficace, ce qui a conduit à un niveau élevé de métabolisme chez les oiseaux et les mammifères.

Suite description détaillée Processus Photosynthèse des plantes

Déplacement de photosynthèse:

Le processus de photosynthèse commence par la lumière sur les chloroplastes - des organites semi-autonomes intracellulaires contenant du pigment vert. Sous l'action de la lumière, les chloroplastes commencent à consommer de l'eau du sol, en le divisant en hydrogène et en oxygène.

Certains oxygène sont libérés dans l'atmosphère, l'autre partie va à des processus oxydatifs dans la plante.

Le sucre est relié à l'azote, gris et phosphore du sol du sol, de sorte que les plantes vertes produisent des amidons, des graisses, des protéines, des vitamines et d'autres composés complexes nécessaires à leur vie.

Le meilleur de toute la photosynthèse passe sous l'influence de la lumière du soleil, mais certaines plantes peuvent se contenter d'un éclairage artificiel.

Description compliquée des mécanismes de photosynthèse pour le lecteur avancé

Jusqu'en 60 ans du XXe siècle, un seul mécanisme de fixation de dioxyde de carbone était connu des scientifiques - selon le trajet C3-pentosophosphate. Cependant, récemment, un groupe de scientifiques australiens a été en mesure de prouver que dans certaines plantes, la restauration du dioxyde de carbone se produit dans le cycle des acides dicarboxyliques en C4.

Dans les plantes avec la réaction C3, la photosynthèse est la plus activement dans des conditions de température et d'éclairage modérées, principalement dans les forêts et dans des endroits sombres. Ces plantes comprennent presque toutes les plantes culturelles et la plupart des légumes. Ils constituent la base du régime alimentaire humain.

Dans les plantes avec la réaction C4, la photosynthèse est la plus activement à haute température et illumination. Ces plantes comprennent, par exemple, le maïs, le sorgho et la canne à sucre, qui poussent dans un climat chaud et tropical.

Le métabolisme lui-même a été découvert tout récemment, alors qu'il était possible de découvrir que certaines plantes ayant des tissus spéciaux pour l'alimentation en eau, le dioxyde de carbone s'accumule sous la forme d'acides organiques et fixé en glucides uniquement après une journée. Un tel mécanisme aide les plantes à économiser des réserves d'eau.

Comment le processus de photosynthèse est-il

La plante absorbe la lumière avec une substance verte appelée chlorophylle. La chlorophylle est contenue dans des chloroplastes dans des tiges ou des fruits. Surtout la grande quantité de leurs feuilles dans les feuilles, car à cause de sa structure très plate, la feuille peut attirer beaucoup de lumière, respectivement, pour obtenir beaucoup plus d'énergie pour le processus de photosynthèse.

Après absorption, la chlorophylle est dans un état excité et transmet l'énergie à d'autres molécules d'organisme de la plante, en particulier celles qui participent directement à la photosynthèse. La deuxième étape du processus de photosynthèse passe sans la participation obligatoire de la lumière et consiste à obtenir une liaison chimique avec la participation du dioxyde de carbone obtenu de l'air et de l'eau. À ce stade, diverses substances très utiles telles que l'amidon et le glucose sont synthétisées.

Ces substances organiques utilisent des plantes elles-mêmes pour fournir différentes parties, ainsi que pour maintenir une vie normale. De plus, ces substances reçoivent également des animaux se nourrissant de plantes. Les gens reçoivent également ces substances en mangeant des aliments d'origine animale et légumes.

Conditions de photosynthèse

La photosynthèse peut se produire à la fois sous l'action de la lumière artificielle et de l'énergie solaire. En règle générale, dans la nature de la plante «travail» à la période de printemps-été, lorsque beaucoup de lumières solaires sont nécessaires. À l'automne de la lumière moins, la journée est raccourcie, les feuilles sont allumées jaunes, puis tombent. Mais il vaut la peine de paraître au soleil au printemps, car le feuillage vert apparaît à nouveau et que les "usines" vertes reprendront leur travail pour donner de l'oxygène, si nécessaire à la vie, ainsi que de nombreux autres nutriments.

Définition alternative de la photosynthèse

Photosynthèse (d'une autre grâce. Photographie et synthèse - composé, pliage, reliure, synthèse) - Procédé de conversion de l'énergie lumineuse dans l'énergie des liaisons chimiques de substances organiques à la lumière de la photovattotrofami avec la participation de pigments photosynthétiques (chlorophylle dans les plantes , bactériohlorophylle et bactérioropcine dans les bactéries). Dans la physiologie des plantes modernes, la photosynthèse est plus couramment comprise comme une fonction photomotive - un ensemble de procédés d'absorption, de conversion et d'utilisation de l'énergie de la lumière quant à diverses réactions endergiques, y compris la conversion du dioxyde de carbone en matière organique.

Phases Photosynthèse

Photosynthèse - Le processus est assez complexe et comprend deux phases: la lumière, qui se produit toujours exclusivement en lumière et sombre. Tous les processus se produisent dans la banlieue des chloroplastes sur de petits organes spéciaux - Thilacody. Pendant la phase lumineuse, la chlorophylle est absorbée par le quantum de la lumière, à la suite de laquelle les molécules ATP et NAPFN sont formées. L'eau en même temps décompose, formant des ions hydrogène et mettant en évidence la molécule d'oxygène. Il y a une question que ceci est pour les mystères incompréhensibles: ATP et NADS?

L'ATP est des molécules organiques spéciales disponibles dans tous les organismes vivants, elles sont souvent appelées monnaie "énergie". Ce sont ces molécules contenant des communications à haute énergie et constituent une source d'énergie avec toute synthèse organique et processus chimiques dans le corps. Eh bien, et le NAPFN est une source d'hydrogène, est utilisée directement dans la synthèse des substances organiques de poids moléculaire élevé - des glucides, qui se produit dans la seconde phase sombre de la photosynthèse à l'aide de dioxyde de carbone.

Photosynthèse de deux phases

Les chloroplastes contiennent beaucoup de molécules de chlorophylle, et elles absorbent tous la lumière du soleil. Dans le même temps, la lumière est absorbée par d'autres pigments, mais ils ne savent pas comment effectuer la photosynthèse. Le processus lui-même n'arrive que dans certaines molécules de chlorophylle, qui sont un peu mal. D'autres molécules de chlorophylle, de caroténoïdes et d'autres substances forment une antenne spéciale, ainsi que des complexes d'enroulement léger (SSC). Comme des antennes, absorbent la quantité de lumière et transmettent l'excitation dans des centres de réaction ou des pièges spéciaux. Ces centres sont dans des photosystèmes, qui ont deux plantes: Photosystem II et Photosystem I. Il existe des molécules de chlorophylle spéciales: respectivement, dans le système photo II - P680 et dans le système photo I - P700. Ils absorbent la lumière d'une telle longueur d'onde (680 et 700 nm).

Selon le schéma, il est plus compréhensible comment tout ressemble et se produit pendant la phase lumineuse de la photosynthèse.

Sur la figure, nous voyons deux photographes avec des chlorophylles P680 et P700. En outre, la figure montre les supports pour lesquels le transport électronique a lieu.

Ainsi: les deux molécules de chlorophylle de deux photosTems absorbent le quantum de la lumière et excitées. L'électron est (dans le dessin de rouge), ils vont à un niveau d'énergie plus élevé.

Les électrons excités ont une très haute énergie, ils sont retirés et entrent dans une chaîne spéciale de porteurs, qui se trouve dans les membranes de thylacoïdes - structures internes des chloroplastes. La figure montre que de la P680 Chlorophylll Photosystem II, l'électron tourne à la plasticienne et du Photosystème P700 chlorophylle à la ferradoxine. Dans les molécules de chlorophylle sur la place des électrons après leur départ, des trous bleus avec une charge positive sont formés. Que faire?

Pour reconstituer la pénurie de l'électron de la molécule de chlorophylle P680, les photosystèmes II reçoivent des électrons de l'eau, tandis que les ions hydrogène sont formés. De plus, cela est dû à la décomposition de l'eau forme de l'oxygène sur l'atmosphère. Et la molécule de chlorophylle P700, comme on peut le voir à partir de la figure, remplit la pénurie d'électrons à travers le système de support du System II.

En général, peu importe la difficulté que la phase lumineuse de la photosynthèse circule, son essence principale est de transférer des électrons. De plus, sur la figure, on peut noter que, parallèlement au transport électronique, les ions hydrogène sont déplacés à travers la membrane et s'accumulent à l'intérieur du thylacoïde. Comme il y en a très bien, ils déménagent avec un facteur d'accouplement spécial qui, dans la figure de la couleur orange, est représenté à droite et ressemble à un champignon.

À la fin, nous voyons la phase finale du transport électronique, qui résulte de laquelle est la formation du composé susmentionné. Et en raison du transfert d'ions h +, la monnaie énergétique est synthétisée - ATP (sur la figure à laquelle on voit à droite).

Ainsi, la phase lumineuse de la photosynthèse est terminée, l'oxygène a été séparé dans l'atmosphère, l'ATP et le NADP ont été formés. Et quelle est la prochaine? Où est l'agent organique promis? Et puis l'étape sombre vient, ce qui est principalement dans des processus chimiques.

La phase sombre de la photosynthèse

Pour la phase sombre de la photosynthèse, le composant obligatoire est le dioxyde de carbone - CO2. Par conséquent, la plante doit en constante absorber de l'atmosphère. À cette fin à la surface de la feuille, il y a des structures spéciales - poussière. Lorsqu'ils s'ouvrent, le CO2 entre dans l'intérieur de la feuille, se dissout dans l'eau et réagit la phase lumineuse de la photosynthèse.

Au cours de la phase lumineuse, la plupart des usines de CO2 sont associées à un composé organique de cinq carbone (qui est une chaîne de cinq molécules de carbone), à \u200b\u200bla suite de laquelle deux molécules composées à trois carbone (acide 3-phosphoglycérine) sont formés. Parce que Le résultat principal est précisément ces composés de trois carbone, des plantes avec un tel type de photosynthèse obtenaient le nom de c3-plantes.

Une autre synthèse dans les chloroplastes est assez difficile. Dans son résultat final, un composé de six carbone est formé, à partir duquel le glucose, le saccharose ou l'amidon peuvent être synthétisés. Sous la forme de ces substances organiques, l'usine accumule de l'énergie. Dans le même temps, seule une petite partie d'entre eux reste dans la feuille, qui est utilisée pour ses besoins, tandis que les glucides restants se déplacent autour de la plante, se tournant là où l'énergie la plus nécessaire - par exemple, dans des points de croissance.

La photosynthèse est la transformation de l'énergie lumineuse dans l'énergie des cravates chimiques composés organiques.

La photosynthèse est caractéristique des plantes, y compris toutes les algues, un certain nombre de procaryotes, y compris des cyanobactéries, des eucaryotes unicellulaires.

Dans la plupart des cas, à la photosynthèse, l'oxygène (O 2) est formé sous forme de sous-produit. Cependant, ce n'est pas toujours le cas car il existe plusieurs chemins de photosynthèse différents. Dans le cas de l'oxygène est libéré, il s'agit d'eau à partir duquel les atomes d'hydrogène sont clivés pour les besoins de la photosynthèse.

La photosynthèse consiste en une variété de réactions dans lesquelles divers pigments, enzymes, les coenzymes, etc. sont impliqués. Les pigments principaux sont des chlorophylles, à l'exception des caroténoïdes et des ficobilines.

Dans la nature, deux façons de photosynthèse des plantes sont communes: C 3 et C 4. D'autres organismes ont leurs propres spécificités de réactions. Tout ce qui unit ces différents processus sous le terme "photosynthèse", dans tous, un total de photons dans la liaison chimique est transformé. À titre de comparaison: avec chimiosynthèse, l'énergie de liaison chimique est convertie en certains composés (inorganiques) à d'autres - biologiques.

Deux phases de photosynthèse sont isolées - lumière et sombre. Le premier dépend du rayonnement léger (Hν), qui est nécessaire pour le flux de réactions. La phase sombre dépend de la lumière.

Dans les plantes, la photosynthèse coule dans des chloroplastes. À la suite de toutes les réactions, des substances organiques primaires sont formées, dont les glucides, les acides aminés, les acides gras, etc. sont également synthétisés et d'autres. Habituellement, la réaction totale de la photosynthèse est écrite par rapport à glucose - le produit de photosynthèse le plus courant:

6CO 2 + 6H 2 O → C 6 H 12 O 6 + 6O 2

Les atomes d'oxygène inclus dans la molécule O 2 ne sont pas extraits de dioxyde de carbone, mais de l'eau. Dioxyde de carbone - Source de carbonePlus important. Grâce à sa liaison, les plantes apparaissent la possibilité d'une synthèse organique.

La réaction chimique présentée ci-dessus est généralisée et totale. C'est loin de l'essence du processus. Donc, le glucose n'est pas formé à partir de six molécules de dioxyde de carbone distinctes. La liaison CO 2 se produit dans une molécule, qui relie d'abord le sucre de cinq-carbone déjà existant.

Pour les procaryotes se caractérisent par une photosynthèse. Ainsi, dans les bactéries, le pigment principal est la bactériohlorophylle et l'oxygène n'est pas libéré, car l'hydrogène n'est pas sorti de l'eau, mais souvent du sulfure d'hydrogène ou d'autres substances. Dans les algues bleu-vert, le pigment principal est la chlorophylle et l'oxygène est libéré à la photosynthèse.

Phase lumineuse photosynthèse

Dans la phase légère de la photosynthèse, la synthèse de l'ATP et du NADF · H 2 est due à une énergie radiante. Ça arrive sur les thylacoïdes de chloroplastesLorsque des pigments et des enzymes forment des complexes complexes pour le fonctionnement des chaînes électrochimiques, selon lesquels des électrons et des protons d'hydrogène sont transmis.

Les électrons se révèlent finalement être la coenzyme NADF, qui, chargant négativement, attire une partie des protons et se transforme en NADF · H 2. De plus, l'accumulation de protons sur un côté de la membrane thylacoïde et d'électrons par un autre crée un gradient électrochimique, dont le potentiel est utilisé par l'enzyme ATP-Synthetase pour la synthèse de l'ATP et de l'acide phosphorique.

Les principaux pigments de photosynthèse sont diverses chlorophylles. Leurs molécules capturent le rayonnement de certains spectres de lumière partiellement différents. Dans le même temps, certains électrons de molécules de chlorophylle se déplacent à un niveau d'énergie plus élevé. C'est un état instable et dans l'idée d'électrons par le même rayonnement doit être dans l'espace obtenu à partir de l'énergie et revenir au niveau précédent. Cependant, dans les cellules photosynthétiques, les électrons excités sont capturés par des accepteurs et une diminution progressive de son énergie sont transmises le long des chaînes de support.

Les membranes tylacoïdes existent deux types d'électrons émettant des électrons avec une action légère. Les photosystèmes sont un complexe complexe principalement dans des pigments chlorophiles avec un centre de réaction, à partir de laquelle des électrons sont cassés. Dans le système photo, la lumière du soleil attire de nombreuses molécules, mais toute l'énergie est collectée dans le centre de réaction.

Photosystem je commence, en passant le long de la chaîne de transporteurs, rétablit le NADF.

L'énergie des électrons qui déchirées du Photosystem II est utilisée pour synthétiser ATP. Et les électrons du photosystem ii se remplissent eux-mêmes des trous électroniques du photosystem I.

Les trous du deuxième système de photos sont remplis d'électrons résultant de photolis de l'eau. Photooliz survient également lorsque la participation légère et réside dans l'expansion de H 2 O à des protons, des électrons et de l'oxygène. C'est à la suite de la sangle de l'eau formée de l'oxygène libre. Les protons sont impliqués dans la création d'un gradient électrochimique et de la restauration de NADF. Les électrons reçoivent la chlorophylle Photosystem II.

Equation totale exemplaire de la phase lumineuse de photosynthèse:

H 2 O + NADF + 2ADF + 2F → ½o 2 + NADF · H 2 + 2AF

Transport électronique cyclique

Ce qui précède décrit le soi-disant photosynthèse de phase lumineuse non cyclique. Y a-t-il encore plus transport électronique cyclique lorsque la récupération du NADF ne se produit pas. Dans le même temps, des électrons du système de photose, je vais à la chaîne de support, où la synthèse de l'ATP est. C'est-à-dire que ce circuit de transport d'électrons reçoit des électrons du photosystem i, et non II. Le premier système photo tel qu'il réalise le cycle: il est renvoyé à ses électrons émis. Sur le chemin, ils passent une partie de leur énergie sur la synthèse de l'ATP.

Photo phosphorylation et phosphorylation oxydative

La phase lumineuse de la photosynthèse peut être comparée à la phase de la respiration cellulaire - phosphorylation oxydante, qui circule sur des cris mitochondriaux. Là aussi, il existe une synthèse de l'ATP en raison du transfert d'électrons et de protons le long de la chaîne de transporteurs. Toutefois, dans le cas de la photosynthèse, l'énergie est stockée dans ATP non pour les besoins de la cellule, mais principalement pour les besoins de la phase sombre de la photosynthèse. Et si, avec respiration, la source initiale d'énergie servit des substances organiques, puis avec une photosynthèse - la lumière du soleil. La synthèse ATP avec photosynthèse est appelée photo phosphaelingplutôt que la phosphorylation oxydante.

La phase sombre de la photosynthèse

Pour la première fois, la phase sombre de la photosynthèse a été étudiée en détail Calvin, Benson, Bassem. Le cycle de réaction ouvert par eux a été appelé plus tard CALVIN CYCLE, ou C 3-photosYnthèse. Dans certains groupes de plantes, on observe un trajet modifié de la photosynthèse - C 4, également appelé cycle Hatch-Sabra.

Dans les réactions sombres de la photosynthèse, la fixation de CO 2 se produit. La phase sombre se déroule dans le stroma de chloroplaste.

La récupération CO 2 se produit due à l'énergie de l'ATP et de la force de réhabilitation du NADF · H 2 formé dans des réactions lumineuses. Sans eux, la fixation du carbone ne se produit pas. Par conséquent, bien que la phase sombre ne dépend pas directement de la lumière, mais coule généralement dans la lumière.

Cycle de Calvin

La première réponse de la phase est la connexion de CO 2 ( carboxylatione.) à 1,5-ribuloseobyphosphate ( ribulose-1,5-diphosphate) – Ribf. Ce dernier est à deux fois de ribose phosphorylé. Cette réaction catalyse l'enzyme de ribulose-1,5-diphosphaparboxylase, également appelée rubysian.

À la suite de la carboxylation, un composé hexagonal instable est formé, qui, à la suite de l'hydrolyse, se désintègre dans deux molécules de trois carbone. acide phosphoglycérolique (FGK) - le premier produit de la photosynthèse. FGK est également appelé phosphogycérat.

RIBF + CO 2 + H 2 O → 2FGK

FGK contient trois atomes de carbone, dont l'une est incluse dans le groupe carboxyle acide (-COOH):

FGK forme un sucre de trois carbone (glycéraldéhydphosphate) triosophosphate (TF)Comprenant un groupe déjà aldéhyde (-CHO):

FGK (3-acide) → TF (3-sucre)

L'activation de l'ATP et de la force de réduction de la NAPF · H 2 est consacrée à cette réaction. TF est la première photosynthèse de glucides.

Après cela, la majeure partie du trysiophosphate est consacrée à la régénération du ribulosobionphosphate (RIBF), qui est à nouveau utilisé pour lier le CO 2. La régénération comprend un certain nombre de réponses consacrées aux coûts de l'ATP, dans lequel les sucrosephosphates sont impliqués dans le nombre d'atomes de carbone de 3 à 7.

Dans un tel cycle, le ribf est le cycle de Calvin.

Du cycle de Calvin, il y a une partie inférieure du TF formé. En termes de 6 molécules de dioxyde de carbone connectées, le rendement est de 2 molécules de trienophosphate. Réaction totale du cycle avec des produits d'entrée et de sortie:

6CO 2 + 6H 2 O → 2TF

Dans le même temps, dans la liaison, 6 molécules de ribf et 12 molécules de FGK sont formées, qui sont converties en 12 TF, dont 10 molécules restent dans le cycle et sont converties en 6 molécules de ribf. Puisque TF est un sucre de trois carbone, et le RIBF est un pentaglion, alors en ce qui concerne les atomes de carbone que nous avons: 10 * 3 \u003d 6 * 5. Le nombre d'atomes de carbone fournissant le cycle ne change pas, l'ensemble du ridicule requis est régénéré. Et les six molécules de dioxyde de carbone entrées dans le cycle sont consacrées à la formation de deux molécules de trienophosphate.

Le cycle Calvin par 6 molécules CO 2 connectés est dépensé de 18 molécules ATP et 12 molécules NADF · H 2, qui ont été synthétisées dans les réactions de la phase lumineuse de la photosynthèse.

Le calcul est effectué par deux cycle de molécules de phosphate de véhicule, car la molécule de glucose formée dans la molécule ultérieure comprend 6 atomes de carbone.

Le triosophosphate (TF) est le produit final du cycle de Calvin, mais il est difficile de nommer le produit final de la photosynthèse, car il n'est presque pas accumulé et, en entrant dans des réactions avec d'autres substances, se transforme en glucose, le saccharose, l'amidon, les graisses, acides gras, acides aminés. En plus de TF, FGK joue un rôle important. Cependant, de telles réactions se produisent non seulement dans les organismes photosynthétiques. En ce sens, la phase sombre de la photosynthèse est la même chose que le cycle de Calvin.

De FGK par étape la catalyse enzymatique forme un sucre à six curls fructose-6-phosphatequi se transforme en glucose. Dans les plantes de glucose peuvent être polymérisées dans l'amidon et la cellulose. La synthèse des glucides est similaire au processus de glycolisation inverse.

photo

L'oxygène supprime la photosynthèse. Le plus grand O 2 dans environnementLe processus de liaison de CO 2 est encore moins efficace. Le fait est que l'enzyme de carboxylasphate de ribulosobiphose (Rubisco) peut réagir non seulement avec du dioxyde de carbone, mais également de l'oxygène. Dans ce cas, les réactions sombres sont quelque peu différentes.

Phosphogiccolt est acide phosphoglycolique. Il efface immédiatement le groupe phosphate et il se transforme en acide glycolique (glycolate). Pour son "utilisation" nécessite de nouveau de l'oxygène. Par conséquent, plus dans l'atmosphère d'oxygène, plus il stimulera la photographie et plus l'usine nécessitera de l'oxygène pour se débarrasser des produits de réaction.

PhotoCheate est une consommation d'oxygène et d'extraction de dioxyde de carbone. C'est-à-dire que l'échange de gaz se produit comme lorsqu'il est respirant, mais se produit dans des chloroplastes et dépend du rayonnement léger. De la lumière, la photographie dépend uniquement parce que le ribulosobionphose n'est formé que pendant la photosynthèse.

Lorsque des photographies, les atomes de carbone du glycolate dans le cycle de calvin sous forme d'acide phosphoglycérolique (phosphoglycérat) se produit.

2 glycolat (C 2) → 2 glyoxylate (C2) → 2 glycine (C2) - CO 2 → Serine (C 3) → Hydroxypiruvat (C 3) → Glycerat (C 3) → FGK (C 3)

Comme on peut le voir, le remboursement n'est pas complet, car un atome de carbone est perdu pour convertir deux molécules de glycine en une molécule d'acide amino sérine et le dioxyde de carbone est libéré.

L'oxygène est nécessaire aux étapes de la conversion du glycolate dans le glyoxylate et la glycine en sérine.

Les transformations du glycolate dans le glyoxylate, puis dans la glycine se produisent dans des peroxymes, la synthèse de la sérine dans la mitochondria. Serine entre à nouveau sur Peroxisoma, où l'hydroxippruvate est d'abord obtenue, puis le glycérat. Le glycérat entre dans les chloroplastes, où FGK en est synthétisée.

La photographie est caractéristique principalement pour les plantes avec une photosynthèse C 3 -TYP. Il peut être considéré comme nocif car l'énergie est inutile de transformer le glycolate en FGK. Apparemment, la photographie est tombée en raison du fait que les anciens plantes n'étaient pas prêtes pour une grande quantité d'oxygène dans l'atmosphère. Initialement, leur évolution était dans une atmosphère riche en dioxyde de carbone, et c'était lui qui a principalement capturé le centre de réaction d'enzyme Rubisco.

C 4 -Photosynthèse ou cycle de cycle slaka

Si avec C 3-Phosynthèse, le premier produit de la phase sombre est l'acide phosphoglycérinique, dont trois atomes de carbone, puis à C 4 - les premiers produits sont des acides contenant quatre atomes de carbone: pomme, oxyde, aspartagique.

Avec 4 photosynthèse, de nombreuses plantes tropicales sont observées, par exemple, la canne à sucre, le maïs.

C 4-Tests sont plus efficacement absorbés d'oxyde de carbone, ils n'ont presque pas exprimé la photographie.

Les plantes dans lesquelles la phase sombre de la photosynthèse se déroule dans C 4-Puti, ont une structure spéciale de la feuille. De l'intérieur, les faisceaux conducteurs sont entourés d'une double couche de cellules. La couche interne est un faisceau conducteur. Couche extérieure - cellules mésophylliques. Les chloroplastes des cellules des couches diffèrent les unes des autres.

Pour le chloroplaste mésophilique, de grands mariages sont caractéristiques, hautes photos des photosystems, l'absence de la carboxylase enzymatique de la carboxylase (rubysis) et de l'amidon. C'est-à-dire que les chloroplastes de ces cellules sont adaptées principalement à la phase lumineuse de la photosynthèse.

Dans les chloroplastes de cellules de la poutre conductrice, le grenat n'est presque pas développé, mais la concentration de la carboxylase de Ribf est élevée. Ces chloroplastes sont adaptées à la phase sombre de la photosynthèse.

Le dioxyde de carbone tombe d'abord dans les cellules de mésophylle, se lie aux acides organiques, dans une telle forme est transportée sur les cellules de codage, est libérée et se lie davantage aux deux tests C 3. C'est-à-dire que C 4 est complété et ne remplace pas C 3.

Dans Mesophylle, CO 2 joignons phosphoenolpiruvatuate (FEP) pour former de l'oxaloacétate (acide) comprenant quatre atomes de carbone:

La réaction se produit avec la participation de l'enzyme Fep-carboxylase, qui a une affinité plus élevée pour CO 2 que Rubisco. De plus, FEP Carboxylase n'interagit pas avec l'oxygène, ce qui signifie qu'il n'est pas dépensé à la photographie. Ainsi, l'avantage de C 4 -Photosynthèse est de fixer plus efficacement le dioxyde de carbone, une augmentation de sa concentration dans les cellules de codage et donc un fonctionnement plus efficace de la carboxylase Ribf, qui n'est presque pas dépensé à la photographie.

L'oxaloacétate est converti en 4 acide dicarboxylique en carbone (baleine ou aspartate), qui est transporté sur des chloroplastes de cage de faisceaux conducteurs. Ici, l'acide est décarboxylé (exclusion de CO 2), oxyde (hydrogène traité) et se transforme en pyruvate. L'hydrogène restaure NADF. Le pyruvate retourne au Mesophylle, où le FEP est régénéré de celui-ci avec le coût de l'ATP.

Le CO 2 cassé dans les chloroplastes des cellules plaquées va à l'habitude C 3 phase de la phase sombre de la photosynthèse, c'est-à-dire dans le cycle de Calvin.

La photosynthèse le long du chemin Hatch-Slaka nécessite plus de consommation d'énergie.

On pense que C 4 est apparu dans l'évolution plus tard C 3 et est largement un dispositif contre la photographie.

Chaque créature vivante sur la planète a besoin de nourriture ou d'énergie pour survivre. Certains organismes se nourrissent d'autres créatures, tandis que d'autres peuvent produire leurs propres éléments nutritifs. Ils produisent eux-mêmes de la nourriture, du glucose, dans le processus appelé photosynthèse.

La photosynthèse et la respiration sont interconnectées. Le résultat de la photosynthèse est le glucose, qui est stocké en énergie chimique dans. Cette énergie chimique accumulée est obtenue à la suite de la conversion de carbone inorganique (dioxyde de carbone) en carbone organique. Le processus de respiration libère de l'énergie chimique accumulée.

Outre les produits qu'ils produisent, les plantes sont également nécessaires au carbone, à l'hydrogène et à l'oxygène pour survivre. L'eau absorbée du sol offre un atome d'hydrogène et de l'oxygène. Pendant la photosynthèse, le carbone et l'eau sont utilisés pour synthétiser de la nourriture. Les plantes ont également besoin de nitrates pour produire des acides aminés (ingrédient acide aminé pour générer des protéines). En plus de cela, ils ont besoin de magnésium pour la production de chlorophylle.

La note: Des créatures en direct qui dépendent d'autres produits alimentaires sont appelées. Les herbivores, telles que les vaches, ainsi que les plantes qui se nourrissent d'insectes sont des exemples d'hétérotrophes. Les créatures vivantes produisant leur propre nourriture sont appelées. Plantes vertes et algues - Exemples d'auteurs.

Dans cet article, vous en apprendrez davantage sur la photosynthèse dans les plantes et sont nécessaires pour ces conditions de processus.

Définition de la photosynthèse

La photosynthèse est un processus chimique par lequel les plantes, certaines algues produisent du glucose et de l'oxygène du dioxyde de carbone et de l'eau, utilisant uniquement la lumière comme source d'énergie.

Ce processus est extrêmement important pour la vie sur Terre, car c'est à ce sujet, l'oxygène est libéré, sur lequel toute la vie dépend.

Pourquoi les plantes ont-elles besoin de glucose (nourriture)?

Comme des personnes et d'autres êtres vivants, les plantes ont également besoin de nutrition pour maintenir une activité vitale. La valeur de glucose pour les plantes est la suivante:

• Le glucose obtenu à la suite de la photosynthèse est utilisé pendant la respiration pour libérer l'énergie requise par l'usine pour d'autres processus vitaux.
• Les cellules légumes convertissent également une partie du glucose en amidon, qui est utilisée au besoin. Pour cette raison, les plantes mortes sont utilisées comme biomasse, car l'énergie chimique est stockée.
• Le glucose est également nécessaire pour produire d'autres produits chimiques, tels que des protéines, des graisses et des sucres de légumes nécessaires pour assurer la croissance et d'autres processus importants.

Phases Photosynthèse

Le processus de photosynthèse est divisé en deux phases: lumière et sombre.

Phase lumineuse photosynthèse

Comme suit du nom, les phases lumineuses ont besoin de la lumière du soleil. Dans les réactions indépendantes de la lumière, l'énergie de la lumière du soleil est absorbée par la chlorophylle et est convertie en énergie chimique stockée sous la forme d'une molécule de support électronique de PRFN (Nicotiyldaenindinucléodidphosphate) et des molécules d'énergie ATP (trifhosphate d'adénosine). Les phases lumineuses circulent dans des membranes thylacoïdes dans le chloroplaste.

Phase dynamique de la photosynthèse ou du cycle de calvin

Dans la phase sombre ou le cycle de calvin, des électrons excités de la phase lumineuse fournissent de l'énergie pour former des glucides à partir de molécules de dioxyde de carbone. Les phases dépendantes de la lumière sont parfois appelées cycle de Calvin en raison de la cyclicité du processus.

Bien que les phases sombres n'utilisent pas la lumière comme réactif (et, par conséquent, peuvent survenir pendant la journée ou la nuit), il est nécessaire que les produits des réactions indépendantes de la lumière fonctionnent. Les molécules indépendantes de la lumière dépendent des molécules d'énergie - ATP et NAPFN - pour créer de nouvelles molécules de glucides. Après la transmission de l'énergie, la molécule d'énergie est renvoyée à des phases lumineuses pour obtenir des électrons plus énergiques. De plus, plusieurs blessures de la phase sombre sont activées par la lumière.

Diagramme de phase Photosynthèse

La note:Cela signifie que les phases sombres ne continueront pas si les plantes seront privées de lumière pendant trop longtemps, car elles utilisent les produits des phases lumineuses.

La structure des feuilles des plantes

Nous ne pouvons pas explorer complètement la photosynthèse, ne pas en savoir plus sur la structure de la feuille. La feuille est adaptée pour jouer un rôle vital dans le processus de photosynthèse.

Structure externe des feuilles

• Surface

L'une des caractéristiques les plus importantes des plantes est une grande surface de la feuille. La plupart des plantes vertes ont des feuilles larges, plates et ouvertes capables de capturer tant d'énergie solaire (lumière du soleil), combien est nécessaire pour la photosynthèse.

• Veine centrale et animal de compagnie

Le voile central et les pétioles sont reliés entre eux et sont la base de la feuille. Le truc a une feuille de manière à ce qu'elle obtient le plus de lumière possible.

• Plaque de feuilles

Les feuilles simples ont une plaque à feuilles et complexes - plusieurs. La plaque à feuilles est l'une des composantes les plus importantes de la feuille, qui participe directement au processus de photosynthèse.

• Cœurs

Le réseau de résidents dans les feuilles tolère l'eau des tiges aux feuilles. Le glucose alloué est également envoyé à d'autres parties de la plante des feuilles à travers les veines. De plus, ces parties de la feuille supportent et maintiennent la plaque à feuilles à plat pour une plus grande saisie de la lumière du soleil. L'emplacement des résidents (logement) dépend du type d'installation.

• Fondation de feuille

La base de la feuille est la partie la plus basse, qui est articulée avec la tige. Souvent, la base de la feuille est située un nombre couplé de chevaux.

• Le bord de la feuille

Selon le type de plante, le bord de la feuille peut avoir une forme différente, notamment: toute extrémité, équipement, scierie, livety, doré, etc.

• Feuille

Comme le bord de la feuille, le sommet est de formes différentes, notamment: Sharp, arrondi, stupide, allongé, dessiné, etc.

La structure interne des feuilles

Vous trouverez ci-dessous le schéma de près de la structure interne des tissus des feuilles:

• Cuticule

La cuticule effectue la couche protectrice principale sur la surface de la plante. En règle générale, il est plus épais sur le dessus de la feuille. La cuticule est recouverte d'une substance qui ressemble à de la cire, grâce à laquelle la plante est protégée de l'eau.

• Épiderme

Épiderme - une couche de cellules, qui est une feuille de tissu de couverture. Le sien fonction principale - Protection des tissus internes de la feuille de la déshydratation, des dommages mécaniques et des infections. Il réglemente également le processus d'échange de gaz et de transpiration.

• Mésophylle

Mesophylle est le tissu principal de la plante. Voici le processus de photosynthèse. Dans la plupart des plantes, le mésophil est divisé en deux couches: le haut - le palmsad et le bas - le spongieux.

• Cellules de protection

Cellules de protection - Cellules spécialisées dans les feuilles d'épiderme, utilisées pour contrôler l'échange de gaz. Ils effectuent une fonction protectrice pour la poussière. Les pores de la chaude deviennent gros lorsque l'eau est en libre accès, dans autrementLes cellules protectrices deviennent molles.

• Stomate

La photosynthèse dépend de la pénétration du dioxyde de carbone (CO2) de l'air à travers la poussière dans le tissu mésophylle. L'oxygène (O2), obtenu sous forme de sous-produit de la photosynthèse, sort de la plante à travers la poussière. Lorsque la poussière est ouverte, l'eau est perdue à la suite de l'évaporation et doit être reconstituée à travers le flux de transpiration, l'eau absorbée par les racines. Les plantes sont obligées d'équilibrer la quantité de CO2 absorbée de l'air et la perte d'eau à travers les pores nutritionnels.

Conditions requises pour la photosynthèse

Vous trouverez ci-dessous les conditions nécessaires à la mise en œuvre du processus de photosynthèse:

• Gaz carbonique. Gaz naturel incolore sans odeur, détecté dans l'air et a une désignation scientifique CO2. Il est formé lors de la combustion de composés carbonés et organiques, et survient également dans le processus de respiration.
• L'eau. Produit chimique liquide transparent sans odeur et goût (dans des conditions normales).
• Briller.Bien que la lumière artificielle convient également aux plantes, la lumière du soleil naturelle, en règle générale, crée les meilleures conditions de photosynthèse, car elle a un rayonnement ultraviolet naturel, qui a un effet positif sur les plantes.
• Chlorophylle.Ceci est un pigment vert trouvé dans les feuilles des plantes.
• Nutriments et minéraux.Produits chimiques et composés organiques que les racines de plantes sont absorbées par le sol.

Qu'est-ce qui est formé à la suite de la photosynthèse?

• Glucose;
• Oxygène.

(L'énergie légère est indiquée entre crochets, car ce n'est pas une substance)

La note: Les plantes obtiennent du CO2 de l'air à travers leurs feuilles et de l'eau du sol à travers les racines. L'énergie légère vient du soleil. L'oxygène résultant est libéré dans l'air des feuilles. Le glucose résultant peut être transformé en d'autres substances, telles que l'amidon, qui est utilisée comme source d'énergie.

Si les facteurs qui contribuent à la photosynthèse sont absents ou présents dans une quantité insuffisante, elle peut nuire à la plante. Par exemple, une petite quantité de lumière crée des conditions favorables aux insectes qui mangent les feuilles de la plante et le manque d'eau ralentit.

Où est la photosynthèse?

La photosynthèse se produit à l'intérieur des cellules végétales, dans de petites plaltes plastiques, appelées chloroplastes. Les chloroplastes (principalement trouvées dans la couche de mésophylle) contiennent une substance verte appelée chlorophylle. Vous trouverez ci-dessous d'autres cellules qui fonctionnent avec du chloroplaste pour effectuer la photosynthèse.

La structure de la cellule végétale

Fonctions des parties de la cellule végétale

• : Fournit un support structurel et mécanique, protège les cellules de, fixes et détermine la forme de la cellule, contrôle la vitesse et la direction de la croissance, et donne également la forme des plantes.
• : Fournit une plate-forme pour la plupart des processus chimiques contrôlés par des enzymes.
• : agit comme une barrière, contrôlant le mouvement des substances dans la cage et de celui-ci.
• : Comme décrit ci-dessus, ils contiennent de la chlorophylle, une substance verte qui absorbe l'énergie lumineuse dans le processus de photosynthèse.
• : La cavité à l'intérieur du cytoplasme cellulaire, qui accumule de l'eau.
• : Contient une marque génétique (ADN) qui contrôle l'activité de la cellule.

La chlorophylle absorbe l'énergie lumineuse requise pour la photosynthèse. Il est important de noter que toutes les longueurs d'onde de couleur ne sont pas absorbées. Les plantes absorbent principalement les ondes rouges et bleues - elles n'absorbent pas la lumière dans la plage verte.

Dioxyde de carbone dans le processus de photosynthèse

Les plantes obtiennent du dioxyde de carbone de l'air à travers leurs feuilles. Dioxyde de carbone Seeps à travers un petit trou au bas de la feuille - USTIta.

La partie inférieure de la feuille a des cellules librement localisées afin que le dioxyde de carbone atteigne d'autres cellules dans les feuilles. Il permet également de former de l'oxygène pendant la photosynthèse, laissez facilement la feuille.

Le dioxyde de carbone est présent dans l'air, que nous respirons de très faibles concentrations et sert de facteur nécessaire de la phase sombre de la photosynthèse.

Lumière dans le processus de photosynthèse

La feuille a généralement une grande surface, elle peut donc absorber beaucoup de lumière. Sa surface supérieure est protégée de la perte d'eau, des maladies et des effets météorologiques avec la couche de cire (cuticule). Le haut de la feuille est l'endroit où la lumière tombe. Cette couche de mésophylle s'appelle un Parisade. Il est adapté pour l'absorption. grand nombre Lumière, car il contient beaucoup de chloroplastes.

Dans les phases lumineuses, le processus de photosynthèse augmente avec un grand nombre de lumière. Plus de molécules de chlorophylle sont ionisées, et ATP et NAPFN sont plus générés si les photons lumineux sont concentrés sur une feuille verte. Bien que la lumière soit extrêmement importante dans les phases lumineuses, il convient de noter que la quantité excessive peut endommager la chlorophylle et réduire le processus de photosynthèse.

Les phases légères ne dépendent pas trop de la température, de l'eau ou du dioxyde de carbone, bien qu'elles soient toutes nécessaires pour compléter le processus de photosynthèse.

Eau dans le processus de photosynthèse

Les plantes obtiennent de l'eau nécessaire à la photosynthèse à travers leurs racines. Ils ont des poils racines qui poussent dans le sol. Les racines se caractérisent par une grande surface et des murs minces, ce qui permet à de l'eau de les traverser facilement.

L'image montre des plantes et de leurs cellules avec une eau suffisante (à gauche) et son manque (à droite).

La note: Les cellules racines ne contiennent pas de chloroplastes, telles qu'elles, en règle générale, sont dans le noir et ne peuvent pas photographier.

Si la plante n'absorbe pas assez d'eau, elle s'estompe. Sans eau, la plante ne sera pas capable de photographier suffisamment rapidement et peut même mourir.

Quelle valeur est l'eau pour les plantes?

• Fournit des minéraux dissous qui soutiennent la santé des plantes;
• Est un environnement de transport;
• Soutient la stabilité et la rectification;
• Refroidit et sature de l'humidité;
• Il permet de mener diverses réactions chimiques dans les cellules végétales.

La valeur de la photosynthèse dans la nature

Le processus biochimique de la photosynthèse utilise l'énergie de la lumière du soleil pour convertir l'eau et le dioxyde de carbone en oxygène et glucose. Le glucose est utilisé comme blocs de construction chez les plantes pour la croissance des tissus. Ainsi, la photosynthèse est une manière que les racines, les tiges, les feuilles, les fleurs et les fruits sont formées. Sans le processus de photosynthèse, les plantes ne pourront pas grandir ou se multiplier.

• Des produits

En raison de la capacité photosynthétique, les plantes sont appelées producteurs et servent de base à presque toutes les chaînes alimentaires sur Terre. (Les algues sont équivalentes à des plantes). Toute la nourriture que nous mangeons vient des organismes qui sont des photosynthèse. Nous nous nourrissons directement de ces plantes ou mangons des animaux, tels que des vaches ou des cochons qui consomment des aliments végétaux.

• Base de chaîne alimentaire

Les systèmes d'eau intérieurs, les plantes et les algues constituent également la base de la chaîne alimentaire. Les algues servent de nourriture pour, qui, à leur tour, agissent comme une source de nutrition pour les organismes plus grands. Sans photosynthèse dans un environnement aquatique, la vie serait impossible.

• Enlèvement du dioxyde de carbone

La photosynthèse convertit le dioxyde de carbone en oxygène. Pendant la photosynthèse, le dioxyde de carbone de l'atmosphère entre dans la plante, puis libéré sous forme d'oxygène. Dans le monde d'aujourd'hui, où les niveaux de dioxyde de carbone poussent un rythme terrifiant, tout processus qui élimine le dioxyde de carbone de l'atmosphère est important.

• Circuit des nutriments

Les plantes et autres organismes de photosynthèse jouent un rôle vital dans le cycle des nutriments. L'azote dans l'air est fixé dans des tissus végétaux et devient disponible pour la création de protéines. Les microéléments dans le sol peuvent également être inclus dans le tissu végétal et deviennent disponibles pour les herbivores, plus loin le long de la chaîne alimentaire.

• Dépendance photosynthétique

La photosynthèse dépend de l'intensité et de la qualité de la lumière. À l'équateur, où la lumière du soleil est surchargée toute l'année et que l'eau n'est pas un facteur limitant, les plantes ont des taux de croissance élevés et peuvent devenir assez importants. Inversement, la photosynthèse dans des parties plus profondes de l'océan se réunit moins souvent, car la lumière ne pénètre pas dans ces couches et, par conséquent, cet écosystème s'avère plus infructueux.

Photosynthèse - Il s'agit du processus de synthèse de substances organiques de l'inorganique en raison de l'énergie de la lumière. Dans la majorité écrasante des cas, la photosynthèse est réalisée par des plantes utilisant de tels organites cellulaires comme chloroplastescontenant pigment vert chlorophylle.

Si les plantes n'étaient pas capables de synthèse des organiciens, presque tous les autres organismes de la Terre n'auraient rien à manger, car les animaux, les champignons et de nombreuses bactéries ne peuvent pas synthétiser des substances organiques de l'inorganisme. Ils n'absorbent que les fabriqués à l'emploi, les divisent en plus simples, à partir desquels ils sont recueillis, mais déjà caractéristiques de leur corps.

C'est le cas, si nous parlons de photosynthèse et de son rôle assez brièvement. Pour comprendre la photosynthèse, vous devez en dire plus: quelles substances inorganiques spécifiquement utilisées comment la synthèse se produit?

Pour la photosynthèse, deux substances inorganiques sont nécessaires - dioxyde de carbone (CO 2) et eau (H 2 O). Le premier est absorbé par l'air avec les parties de plantes ci-dessus de plantes principalement à travers la poussière. L'eau - du sol, d'où elle est livrée à des cellules photosynthétiques avec un système de plantes conductrice. De plus, pour la photosynthèse, l'énergie des photons est nécessaire (Hν), mais elles ne peuvent pas être attribuées à la substance.

Au total, à la suite de la photosynthèse, une substance organique et une oxygène (O 2) est formée. Habituellement sous la matière organique signifie le plus souvent du glucose (C 6 H 12 O 6).

Les composés organiques sont principalement constitués d'atomes de carbone, d'hydrogène et d'oxygène. Ils sont contenus dans du dioxyde de carbone et de l'eau. Cependant, avec photosynthèse, l'oxygène est libéré. Ses atomes sont pris de l'eau.

Brièvement et généralisé L'équation de la réaction de la photosynthèse est habituelle pour enregistrer ceci:

6CO 2 + 6H 2 O → C 6 H 12 O 6 + 6O 2

Mais cette équation ne reflète pas l'essence de la photosynthèse, ne le rend pas clair. Regardez, bien que l'équation soit équilibrée, il existe un nombre total d'atomes dans l'oxygène libre 12. Mais nous avons dit qu'ils sont sortis de l'eau, et ils ne sont que 6.

En fait, la photosynthèse s'écoule en deux phases. Le premier est appelé lumièredeuxième - temnova. Ces noms sont dus au fait que la lumière n'est nécessaire que pour la phase lumineuse, la phase sombre est indépendante de sa présence, mais cela ne signifie pas que cela va dans le noir. La phase lumineuse s'écoule sur les membranes tylakoïdes chloroplastiques, sombre dans le stroma de chloroplaste.

Dans la phase lumineuse de la liaison CO 2 ne se produit pas. Il ne se produit que la capture de l'énergie solaire par des complexes chlorophiles, son intensité dans l'ATP, l'utilisation de l'énergie pour restaurer NADF à NADF * H 2. Le flux d'énergie de la chlorophylle excité par la lumière est fourni par des électrons transmis par la chaîne de transport d'électrons d'enzymes incorporées dans les membranes thylacoïdes.

L'hydrogène pour NADF est tiré de l'eau, qui sous l'action de la lumière du soleil est décomposé sur des atomes d'oxygène, des protons d'hydrogène et des électrons. Ce processus est appelé photolisom. L'oxygène de l'eau pour la photosynthèse n'est pas nécessaire. Les atomes d'oxygène de deux molécules d'eau sont reliés à la formation d'oxygène moléculaire. L'équation de réaction de la phase lumineuse de photosynthèse ressemble brièvement à ceci:

H 2 O + (ADF + F) + NADF → ATP + NADF * H 2 + ½o 2

Ainsi, la séparation de l'oxygène se produit dans la phase lumineuse de la photosynthèse. Le nombre de molécules ATP synthétisées à partir d'ADF et d'acide phosphorique incluse sur la galerie photo d'une seule molécule d'eau peut être différente: une ou deux.

Donc, de la phase lumineuse à l'ATP sombre et NADF * H 2 sont reçus. Ici, l'énergie du premier et de la puissance réparatrice de la seconde est consacrée à la liaison de dioxyde de carbone. Cette étape de la photosynthèse ne peut pas être expliquée simplement et brièvement, car elle ne procède pas, de manière à ce que six molécules de CO 2 soient combinées à l'hydrogène libérées de molécules NADF * H 2 et de glucose est formée:

6CO 2 + 6NADF * H 2 → C 6 H 12 O 6 + 6NADF
(La réaction est livrée avec le coût de l'énergie ATP, qui se désintègre à ADF et à l'acide phosphorique).

La réaction réduite n'est simplifiée que pour faciliter la compréhension. En fait, les molécules de dioxyde de carbone sont liées à une, elles sont reliées par la matière organique finie de cinq carbone. Une matière organique hexagonale instable est formée, qui se désintègre sur trois molécules de trois glucides de trois glucides. Certaines de ces molécules sont utilisées sur le réintérêt de la substance originale de cinq carbone pour la liaison CO 2. Un tel réintérêt est fourni cycle de Calvin. Une partie inférieure d'une molécule de glucides, qui comprend trois atomes de carbone, sort du cycle. Déjà d'entre eux et d'autres substances sont synthétisées toutes les autres substances organiques (glucides, graisses, protéines).

En fait, les sucres de trois carbone sortent de la phase de photographie de la photographie foncé et non de glucose.

- Synthèse de substances organiques du dioxyde de carbone et de l'eau avec une utilisation obligatoire de la lumière de l'énergie:

6SO 2 + 6N 2 O + Q Light → C 6 H 12 O 6 + 6O 2.

Dans des plantes supérieures, l'organe de photosynthèse est une feuille de photosynthèse organoïde - chloroplastes (la structure des chloroplastes - la vérification n ° 7). Les pigments photosynthétiques sont intégrés aux membranes tilacoïdes chloroplastiques: chlorophylles et caroténoïdes. Il existe plusieurs types de chlorophylle ( a B C D), la chose principale est la chlorophylle uNE.. Dans la molécule de chlorophylle, une "tête" de la porphyrine peut être distinguée avec un atome de magnésium au centre et une "queue" phytolonale. La "tête" de la porphyrine est une structure plane, est hydrophile et se trouve donc sur la surface de la membrane, qui fait face au milieu de l'eau de stroma. Le phytolon "queue" - hydrophobe et à la charge de celui-ci contient la molécule de chlorophylle dans la membrane.

Les chlorophylles absorbent la lumière rouge et bleu-violet, reflètent le vert et donnent donc des plantes une couleur verte caractéristique. Les molécules de chlorophylle dans des membranes tylacoïdes sont organisées en photosystèmes. Dans les plantes et les algues Syneselen, il y a des photosTems-1 et des photosystèmes-2, en bactéries photosynthétisant - Photosystèmes-1. Seuls System-2 peut décomposer de l'eau avec une libération d'oxygène et sélectionner des électrons dans de l'eau d'hydrogène.

La photosynthèse est un processus de multitude complexe; Les réactions de photosynthèse sont divisées en deux groupes: réactions phase légère et des réactions phase sombre.

Phase légère

Cette phase ne se produit que en présence de lumière dans les membranes des thylacoïdes avec la participation de chlorophylle, de supports protéiques électroniques et d'enzyme - ATP synthétase. Sous l'action de la lumière quantique, les électrons de chlorophylle sont excités, laissent la molécule et tombent sur le côté extérieur de la membrane thylacoïde, ce qui finit par charger négativement. Les molécules chlorophylle oxydées sont restaurées, sélectionnant des électrons dans de l'eau dans l'espace intralylacoïde. Cela conduit à une décomposition ou à la galerie de photos d'eau:

H 2 O + Q Light → H + + C'est.

Les ions hydroxyles donnent leurs électrons en transformant en radicaux réactifs. Il:

Il - → .One + e -.

Radicaux. Il est combiné, formant de l'eau et de l'oxygène libre:

4 mais → 2N 2 O + O 2.

L'oxygène est éliminé dans le milieu extérieur et les protons s'accumulent à l'intérieur du tylacide dans le "réservoir de proton". À la suite de la membrane tylacoïde, d'une part, due à des charges H + positivement, de l'autre, au détriment des électrons - est négatif. Lorsque la différence de potentiel entre les côtés extérieurs et les côtés internes de la membrane thylacoïde atteint 200 mV, les protons sont poussés à travers les canaux ATP-Synthetase et la phosphorylation ADF sur ATP; hydrogène atomique Il va à la restauration du support spécifique de NADF + (Nicotinomydadadenindinucinucléotide phosphate) à NADF · H 2:

2n + + 2e - + NADF → NADF · H 2.

Ainsi, une photoliz d'eau se produit dans la phase légère, accompagnée de trois processus essentiels: 1) la synthèse de l'ATP; 2) la formation de NADF · H 2; 3) la formation d'oxygène. L'oxygène diffuse dans l'atmosphère, l'ATP et la NAPCH · H 2 sont transportés dans un stromium de chloroplaste et participent au processus de la phase sombre.

1 - style chloroplaste; 2 - Grana Tylacoïde.

Phase carrée

Cette phase se déroule dans le stroma de chloroplaste. Pour ses réactions, l'énergie de la lumière n'est pas nécessaire, alors elles se produisent non seulement à la lumière, mais aussi dans le noir. La réaction de la phase sombre est une chaîne de transformations de dioxyde de carbone consécutives (provient de l'air), entraînant la formation de glucose et d'autres substances organiques.

La première réaction dans cette chaîne est la fixation du dioxyde de carbone; Accepteur Le dioxyde de carbone est un sucre de cinq carbone ribulosobyphosphate (Ribf); Catalyse l'enzyme de réaction ribulosobyphosphate carboxylase (Ribf-carboxylase). En raison de la carboxylation du ribulosobisphosphate, un composé hexagonal instable est formé, qui se désintègre immédiatement en deux molécules. acide phosphoglycérolique (FGK). Ensuite, il existe un cycle de réactions dans lesquelles les produits intermédiaires d'acide phosphoglycérine sont convertis en glucose. Dans ces réactions, l'ATP et le NADF № 2, formés dans la phase lumineuse, sont utilisés; Le cycle de ces réactions s'appelait Calvin Cycle:

6SO 2 + 24H + + ATP → C 6 H 12 O 6 + 6N 2 O.

Outre le glucose, dans le processus de photosynthèse, d'autres monomères de composés organiques complexes - acides aminés, glycérine et acides gras, les nucléotides sont formés. Faites actuellement la distinction entre deux types de photosynthèse: de 3 - et avec 4-photosynthèse.

Avec 3 photosynthèse

Ce type de photosynthèse, dans lequel le premier produit est des composés de trois carbone (C 3). Avec une 3-photosynthèse a été ouverte auparavant avec 4-photosynthèse (M. Calvin). Il est avec 3 photosynthèse décrite ci-dessus, dans la rubrique "Phase de danger". Caractéristiques caractéristiques avec 3-photosYnthèse: 1) L'accepteur de dioxyde de carbone est le RIBF, 2) Le RIBF de réaction de carboxylation catalyse la RIBF-carboxylase, 3) à la suite de la carboxylation, le RIBF est formé un composé hexagonal qui se désintègre en deux FGC. FGK est restauré à triosophosphate (TF). La partie TF va à la régénération du RIBF, une partie se transforme en glucose.

1 - chloroplaste; 2 - peroxisome; 3 - Mitochondria.

C'est l'absorption dépendante de la lumière de l'oxygène et la séparation du dioxyde de carbone. Même au début du siècle dernier, on a constaté que l'oxygène supprime la photosynthèse. Comme il s'est avéré, pour Ribf-carboxylase, le substrat peut être non seulement du dioxyde de carbone, mais également de l'oxygène:

O 2 + RIBF → Phosphoglycolate (2C) + FGK (3C).

L'enzyme s'appelle la ribf-oxygénase. L'oxygène est un inhibiteur de fixation de dioxyde de carbone compétitif. Le groupe phosphate est clivé et le phosphoglocolate devient un glycolate que la plante doit recycler. Il entre dans le peroxisome, où il est oxydé à la glycine. La glycine entre dans la mitochondria, où elle est oxydée à la sérine, tandis que la perte de carbone fixe est une perte sous forme de CO 2. En conséquence, deux molécules de glycolate (2C + 2C) sont converties en une FGK (3C) et CO 2. La photographie conduit à une diminution du rendement avec 3 tests de 30 à 40% ( Avec 3 tests - des plantes pour lesquelles 3-photosYnthèse sont caractéristiques).

Avec 4-photosynthèse - photosynthèse, à laquelle le premier produit est quadruple (à partir de 4) composés. En 1965, il a été constaté que dans certaines plantes (canne à sucre, maïs, sorgho, mil), les acides de quatre carbones sont les premiers produits de photosynthèse. De telles plantes appelées Avec 4 tests. En 1966, les érudits australiens, la trappe et les treks ont montré qu'avec 4 tests, il n'ya pratiquement pas de photographe et absorbe beaucoup plus efficacement le dioxyde de carbone. Le chemin de la conversion de carbone avec 4 fois a commencé à appeler trappe slaka.

Pour avec 4 tests, la structure anatomique spéciale de la feuille est caractéristique. Toutes les poutres conductrices sont entourées d'une double couche de cellules: cellules extérieures - mésophylll, cellules plaquées internes. Le dioxyde de carbone est fixé dans le cytoplasme de mésophylll, accepteur - phosphoenolpyruvat (FEP, 3C), oxaloacétate (4C) est formé à la suite de la carboxylation. Le processus est catalysé Fep-carboxylase. Contrairement à la Ribf-carboxylase, Fep Carboxylase a une grande affinité pour le CO 2 et, surtout, n'interagit pas avec O 2. Dans les chloroplastes de Mésophylle, beaucoup de Gran, où la réaction de la phase lumineuse viendra activement. Dans les chloroplastes, les cellules plaquées sont la réaction de la phase sombre.

L'oxaloacétate (4C) se transforme en un marcheur, qui est transporté à travers les plasmodes vers la cellule plasma. Ici, il est décarboxylé et déshydraté avec la formation de Pyruvate, CO 2 et NADF · H 2.

Le pyruvate retourne aux cellules mesophyll et est régénéré par l'énergie de l'ATP en FEP. Le CO 2 est réparé par la RIBF-carboxylase avec la formation de FGK. La régénération du FEP nécessite l'énergie de l'ATP. Il est donc presque deux fois plus d'énergie qu'avec 3-phosynthèse.

Signification de photosynthèse

Grâce à la photosynthèse, des milliards de tonnes de dioxyde de carbone sont absorbées chaque année de l'atmosphère, des milliards de tonnes d'oxygène sont distinguées; La photosynthèse est la principale source de formation de matière organique. L'ozoxy est formé d'oxygène, protégeant les organismes vivants de rayonnement ultraviolet à ondes courtes.

À la photosynthèse feuille verte Il utilise seulement environ 1% d'énergie solaire qui tombe dessus, la productivité est d'environ 1 g de matière organique par des surfaces de 1 m 2 par heure.

Chimiosynthèse

La synthèse de composés organiques du dioxyde de carbone et de l'eau, réalisée non pas en raison de l'énergie de la lumière et due à l'énergie de l'oxydation des substances inorganiques, est appelée chimiosynthèse. Les organismes cheemeosynthétiques incluent certains types de bactéries.

Bactéries nitrifiantes Oxyder l'ammoniac à l'azote, puis à l'acide nitrique (NH 3 → HNO 2 → HNO 3).

Brouillage Déplacez le fer zakis dans l'oxyde (Fe 2+ → Fe 3+).

Serobactéries oxyde sulfure d'hydrogène sur l'acide soufre ou sulfurique (H 2 S + ½o 2 → S + H 2 O, H 2 S + 2O 2 → H 2 SO 4).

À la suite des réactions de l'oxydation des substances inorganiques, l'énergie est libérée, qui est inhibée par des bactéries sous la forme de liens macro-utils de l'ATP. L'ATP est utilisé pour synthétiser des substances organiques, qui fonctionne de la même manière aux réactions de la phase sombre de la photosynthèse.

Les chimiosynthèses de bactéries contribuent à l'accumulation dans le sol des minéraux, à améliorer la fertilité des sols, contribuent au nettoyage eaux usées et etc.

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