Kaip ir kur yra fotosintezės procesas augaluose? Išorinė lapų struktūra.

Apibrėžimas: fotosintezė yra organinių medžiagų iš anglies dioksido ir vandens formavimas, šviesoje, su deguonies išleidimu.

Trumpas fotosintezės paaiškinimas

Dalyvaujant fotosintezei:

1) chloroplastai,

3) anglies dioksidas,

5) temperatūra.

W. aukštesni augalai Fotosintezė vyksta chloroplastams - plastams (pusiau autonominiam organeliams) ovalo formos, turinčios chlorofilo pigmentą, dėka žalios spalvos, kurios gamyklos dalys taip pat turi žalią spalvą.

Algae chlorofilas yra chromatophoras (pigmento turinčios ir atspindinčios ląstelės). Ruda ir raudona dumbliai, gyvenantys esant dideliam gyliui, kuris netelpa saulės spindulių, yra ir kitų pigmentų.

Jei pažvelgsite į visų gyvų būtybių maisto piramidę, fotosintezės organizmai yra neseniai, kaip autotropo (organizmų, sintezuojančių organinių medžiagų nuo neorganinių). Todėl jie yra maisto šaltinis visiems gyvenantiems planetoje.

Su fotosintezu, deguonis yra išleistas į atmosferą. Viršutiniuose atmosferos sluoksniuose iš jo susidaro ozonas. Ozono ekranas apsaugo žemės paviršių nuo standžios ultravioletinės spinduliuotės, kad gyvenimas galėjo palikti jūrą į žemę.

Deguonis yra būtinas augalų ir gyvūnų kvėpavimui. Kai oksiduojanti gliukozė, apimanti deguonį mitochondrijoje, yra beveik 20 kartų didesnė nei be jo. Dėl to maisto naudojimas yra daug efektyvesnis, o tai lėmė aukšto lygio metabolizmo paukščių ir žinduolių.

Daugiau. išsamus aprašymas Proceso fotosintezė augalų

Fotosintezė:

Fotosintezės procesas prasideda nuo šviesos ant chloroplastų - ląstelių pusiau autonominių organelių, kurių sudėtyje yra žalios pigmento. Pagal šviesos veikimą chloroplastai pradeda vartoti vandenį iš dirvožemio, padalijant jį į vandenilį ir deguonį.

Kai deguonis išsiskiria į atmosferą, kita dalis eina į oksidacinius procesus gamykloje.

Cukrus yra prijungtas prie azoto, pilkos ir fosforo nuo dirvožemio nuo dirvožemio, todėl žalios augalai gamina krakmolą, riebalus, baltymus, vitaminus ir kitus sudėtingus junginius, reikalingus jų gyvenimui.

Geriausia iš visų fotosintezės patenka į saulės spindulių įtaką, tačiau kai kurie augalai gali būti patenkinti dirbtiniu apšvietimu.

Sudėtingas aprašymas fotosintezės mechanizmų pažangiam skaitytojui

Iki XX a. 60-ųjų, mokslininkams buvo žinoma tik vienas anglies dioksido fiksavimo mechanizmas, pagal C3-Pentosofosfato kelią. Tačiau neseniai Australijos mokslininkų grupė galėjo įrodyti, kad kai kuriuose augaluose anglies dioksido atkūrimas įvyksta C4 dikarboksirūgščių cikle.

Auguose su C3 reakcija, fotosintezė yra labiausiai aktyviai atsiranda sąlygomis vidutinio temperatūros ir apšvietimo, daugiausia miškuose ir tamsiose vietose. Šie augalai yra beveik visi kultūriniai augalai ir dauguma daržovių. Jie sudaro žmogaus dietos pagrindą.

Auguose su C4 reakcija, fotosintezė yra aktyviai aktyviai aukštoje temperatūroje ir apšvietime. Tokie augalai yra, pavyzdžiui, kukurūzų, sorgo ir cukranendrių, kurie auga šiltu ir atogrąžų klimato.

Pati metabolizmas buvo gana pastaruoju metu, kai buvo galima išsiaiškinti, kad kai kurie augalai, turintys specialų audinį dėl vandens tiekimo, anglies dioksidas kaupiasi organinių rūgščių pavidalu ir fiksuotu angliavandeniais tik po dienos. Toks mechanizmas padeda augalams taupyti vandens rezervus.

Kaip vyksta fotosintezės procesas

Augalas sugeria šviesą su žalia medžiaga, vadinama chlorofilu. Chlorofilas yra chloroplastuose, kurie yra stiebai ar vaisiai. Ypač didelis jų lapų kiekis lapuose, nes dėl labai plokščios struktūros, lapas gali pritraukti daug šviesos, atitinkamai gauti daug daugiau energijos fotosintezės procesui.

Po absorbcijos chlorofilas yra susijaudinusioje valstybėje ir perduoda energiją kitoms augalų organizmo molekulėms, ypač toms, kurios tiesiogiai dalyvauja fotosintezėje. Antrasis fotosintezės proceso etapas eina be privalomo šviesos dalyvavimo ir susideda iš cheminės jungties gavimo su anglies dioksidu, gautu iš oro ir vandens. Šiame etape sintezuojamos įvairios labai naudingos medžiagos, pvz., Krakmolo ir gliukozės.

Šios organinės medžiagos naudoja augalus tiekti įvairias dalis, taip pat palaikyti normalų gyvenimą. Be to, šios medžiagos taip pat gauna augalų maitinimą. Žmonės taip pat gauna šias medžiagas valgant gyvūnų ir augalinės kilmės maisto produktus.

Fotosintezės sąlygos

Fotosintezė gali atsirasti tiek dirbtinės šviesos ir saulės poveikiu. Paprastai augalų pobūdis intensyviai "dirbti" pavasario-vasaros laikotarpiu, kai reikia daug saulės šviesų. Lemputės rudenį mažiau, diena yra sutrumpinta, lapai yra geltonos spalvos, tada rudenį. Tačiau verta, kad būtų rodoma pavasario šilta saulė, nes ekologiška lapai vėl pasirodo ir žalios "gamyklos" vėl atnaujins savo darbą, kad suteiktų deguonį, tokį būtiną gyvybei, taip pat daug kitų maistinių medžiagų.

Alternatyvus fotosintezės apibrėžimas

Fotosintezė (nuo kitos malonės. Fotografija ir sintezė - junginys, sulankstymas, privalomas, sintezė) - konvertuoti šviesos energiją į cheminių medžiagų obligacijų energiją ekologiškų medžiagų energiją į fotovattotrofami šviesos su fotosintetiniais pigmentais (chlorofilo augaluose) bakteriohlorofilo ir bakterijų bakterijos). Šiuolaikinėje augalų fiziologijoje fotosintezė dažniau suprantama kaip fotomotive funkcija - absorbcijos procesų rinkinys, šviesos kvantinės energijos konvertavimas ir naudojimas įvairiomis chninė reakcijomis, įskaitant anglies dioksido konvertavimą į organines medžiagas.

Fazės fotosintezė

Fotosintezė - procesas yra gana sudėtingas ir apima du etapus: šviesą, kuri visada vyksta tik šviesoje ir tamsoje. Visi procesai pasireiškia chloroplastų priemiestyje specialiuose mažuose organuose - thilacody. Šviesos fazės metu chlorofilas absorbuojamas į šviesos kiekį, dėl kurių susidaro ATP ir Napfn molekulės. Vanduo tuo pačiu metu suskaido, formuojant vandenilio jonus ir išryškina deguonies molekulę. Yra klausimas, kad tai yra nesuprantamas paslaptis: ATP ir NADS?

ATP yra specialios organinės molekulės, kurios yra prieinamos visuose gyvuose organizmuose, jie dažnai vadinami "energijos" valiuta. Tai yra šios molekulės, kuriose yra didelės energijos komunikacijos ir yra energijos šaltinis su bet kokia organinė sintezė ir cheminiai procesai organizme. Na, o "Napfn" yra vandenilio šaltinis, tiesiogiai naudojamas aukštos molekulinės masės organinių medžiagų sintezėje - angliavandenių, kurie vyksta antrajame, tamsiai fotosintezės fazėje, naudojant anglies dioksidą.

Dvi fazės fotosintezė

"Chloroplast" yra daug chlorofilo molekulių, ir jie visi sugeria saulės šviesą. Tuo pačiu metu šviesa absorbuojama kitų pigmentų, tačiau jie nežino, kaip atlikti fotosintezę. Pati procesas atsiranda tik kai kuriose chlorofilo molekulėse, kurios yra gana šiek tiek. Kitos chlorofilo molekulės, karotinoidai ir kitos medžiagos sudaro specialią anteną, taip pat šviesos vyniojimo kompleksus (SSC). Jie, kaip antenos, sugeria šviesos kvantinę ir perduoda jaudulį į specialius reakcijos centrus ar spąstus. Šie centrai yra fotosystems, turinčiose du augalus: "Photosystem II" ir "Photosystem" I. Yra specialūs chlorofilo molekulės: atitinkamai, II - P680 nuotraukų sistemoje ir nuotraukų sistemoje I - P700. Jie sugeria tokio bangos ilgio šviesą (680 ir 700 nm).

Pagal schemą suprantama, kaip viskas atrodo ir įvyksta šviesos fotosintezės fazėje.

Skaičiu matome du fotosystem su chlorofilų P680 ir P700. Be to, paveiksle rodomi vežėjai, kuriems vyksta elektronų transportas.

Taigi: abu chlorofilo molekulės iš dviejų fotosystems sugeria šviesos ir susijaudinęs kvantinę. Elektronas yra (raudonos spalvos), jie eina į didesnį energijos lygį.

Susijaudinami elektronai turi labai didelę energiją, jie yra ištraukti ir įvesti specialią grandinę vežėjams, kurie yra thylacoids membranose - chloroplastų vidinėse struktūrose. Paveikslas rodo, kad nuo P680 chlorofilo Photosystem II, elektronai virsta plastikinyje, o nuo P700 chlorofilo fotosystemt su feredoksinu. Chlorofilo molekulių elektronų vietoje po jų išvykimo, suformuojamos mėlynos skylės su teigiamu įkrovimu. Ką daryti?

Norėdami papildyti chlorofilo molekulės p680 elektronų trūkumą, "Photosystems II" gauna elektronus nuo vandens, o suformuojami vandenilio jonai. Be to, tai yra dėl vandens skilimo formų deguonies, išleistas į atmosferą. Ir chlorofilo molekulė P700, kaip galima matyti iš figūros, užpildo elektronų trūkumą per vežėjo sistemą nuo Photosystem II.

Apskritai, nesvarbu, kaip sunku, kad šviesos fotosintezės srautų fazė, jos pagrindinė esmė yra perkelti elektronus. Be to, paveiksle, galima pažymėti, kad lygiagrečiai su elektronų transportu, vandenilio jonai perkeliami per membraną, ir jie kaupia viduje thylacoid. Kadangi yra labai daug, jie juda su specialiu poravimu koeficientu, kuris yra apelsinų spalvos paveiksle yra pavaizduota dešinėje ir atrodo kaip grybai.

Galų gale matome galutinį elektronų transporto etapą, kuris yra pirmiau minėto junginio formavimas. Ir dėl jonų H + perdavimo energijos valiuta yra sintezuojama - ATP (skaičiuojant jis matomas dešinėje).

Taigi, fotosintezės fazė yra baigta, deguonis buvo atskirtas į atmosferą, ATP ir NADP buvo suformuota. Ir kas toliau? Kur yra pažadėtas ekologinis agentas? Ir tada ateina tamsus etapas, kuris yra daugiausia cheminių procesų.

Tamsiai fotosintezės fazė

Dėl tamsios fotosintezės fazės, privalomas komponentas yra anglies dioksidas - CO2. Todėl augalas turi nuolat įsisavinti jį nuo atmosferos. Šiuo tikslu ant lapo paviršiaus yra specialios konstrukcijos - dulkės. Kai jie atidaryti, CO2 patenka į lapo vidų, ištirpsta vandenyje ir reaguoja fotosintezės fazę.

Atsižvelgiant į šviesos etapą, dauguma CO2 augalų yra susijęs su penkių anglies organinio junginio (kuris yra penkių anglies molekulių grandinės), dėl kurių dviejų trijų anglies junginių molekulės (3 fosfoglicerino rūgštis). yra suformuoti. Nes. Pirminis rezultatas yra būtent šie trijų anglies junginiai, augalai su tokiu fotosintezės tipu gavo C3-augalų pavadinimą.

Toliau sintezė chloroplastuose yra gana sudėtinga. Galutiniame rezultatoname susidaro šešių anglies junginys, iš kurio galima sintezuoti gliukozę, sacharozę ar krakmolą. Šių organinių medžiagų pavidalu augalas kaupia energiją. Tuo pačiu metu, tik nedidelė jų dalis lieka lape, kuris yra naudojamas jo poreikiams, o likę angliavandeniai keliauja aplink augalą, tekinimo ten, kur labiausiai reikalinga energija - pavyzdžiui, augimo taškų.

Fotosintezė yra šviesos energijos transformacija į cheminių ryšių energiją organiniai junginiai.

Fotosintezė būdinga augalams, įskaitant visus dumblius, daugybę prokariotų, įskaitant cianobakterijas, kai kurie vienaląsčiai euekariotai.

Daugeliu atvejų, fotosintezės, deguonies (O 2) yra suformuotas kaip šalutinis produktas. Tačiau tai ne visada yra, nes yra keletas skirtingų fotosintezės kelių. Deguonies atveju išsiskiria, jis yra vanduo, iš kurio vandenilio atomai yra nuskendo fotosintezės poreikiams.

Fotosintezė susideda iš reakcijų, kuriose dalyvauja įvairūs pigmentai, fermentai, koenzimai ir kt. Pagrindiniai pigmentai yra chlorofilai, išskyrus jų - karotinoidai ir fikobilines.

Pomentu, du būdai fotosintezės augalų yra dažni: C3 ir C 4. Kiti organizmai turi savo reakcijų ypatumus. Viskas, kas vienija šiuos skirtingus procesus pagal terminą "fotosintezė", - visa tai yra iš viso fotonų cheminės jungties yra transformuota. Palyginimui: su chemosintezu, cheminės obligacijų energija konvertuojama į kai kuriuos junginius (neorganinius) kitiems - ekologiški.

Du fotosintezės fazės yra izoliuotos - šviesos ir tamsos. Pirmasis priklauso nuo šviesos spinduliuotės (Hν), kuri yra būtina reakcijų srautui. Tamsia fazė yra priklausoma nuo šviesos.

Auguose fotosintezės teka chloroplastuose. Dėl visų reakcijų susidaro pirminės organinės medžiagos, kurių angliavandeniai, amino rūgštys, riebalų rūgštys ir kt. Taip pat sintezuojamos ir kitos. Paprastai bendras fotosintezės reakcija yra parašyta gliukozė - labiausiai paplitęs fotosintezės produktas:

6CO 2 + 6H 2 O → C 6H 12 O 6 + 6O 2

Deguonies atomai, įtraukti į O 2 molekulę, nėra paimti iš anglies dioksido, bet nuo vandens. Anglies dioksidas - anglies šaltinisDar svarbiau. Dėka jo privalomųjų, augalai atrodo organinės sintezės galimybę.

Pirmiau pateikta cheminė reakcija apibendrinama ir iš viso. Tai toli nuo proceso esmės. Taigi gliukozė nėra suformuota iš šešių atskirų anglies dioksido molekulių. CO 2 privalomas įvyksta vienoje molekulėje, kuri pirmą kartą prisijungia prie jau esamo penkių anglies cukraus.

Dėl prokariotų pasižymi fotosintezė. Taigi bakterijose, pagrindinis pigmentas yra bakteriohlorofilas, o deguonis nėra išleistas, nes vandenilis nėra išimtas iš vandens, bet dažnai iš vandenilio sulfido ar kitų medžiagų. Mėlyna žalia dumbliai, pagrindinis pigmentas yra chlorofilas, o deguonis išsiskiria fotosintezėje.

Šviesos fazės fotosintezė

Lengvosios fotosintezės fazėje, ATP ir NADF · H 2 sintezė atsiranda dėl spinduliavimo energijos. Tai vyksta ant chloroplastų tilakoidųKai pigmentai ir fermentai sudaro sudėtingus kompleksus elektrocheminių grandinių veikimui, pagal kurį elektronai ir iš dalies perduodami vandenilio protonai.

Elektronai galiausiai pasirodo NADF Coenzyme, kuris, įkraunamas neigiamai, pritraukia dalį protonų ir virsta NADF · H 2. Be to, protonų kaupimas vienoje thylacoid membranos ir elektronų pusėje kito sukuria elektrocheminį gradientą, kurio potencialą naudoja ATP sintezės fermentas ATP ir fosforo rūgšties sintezei.

Pagrindiniai fotosintezės pigmentai yra įvairūs chlorofilai. Jų molekulės surinko tam tikrų, iš dalies skirtingų šviesos spektrų spinduliuotę. Tuo pačiu metu kai kurie elektronai chlorofilo molekulių juda į didesnį energijos lygį. Tai yra nestabili būsena, o elektronų idėja ta pačia spinduliuotė turėtų būti patalpoje, gautos iš energijos ir grįžti į ankstesnį lygį. Tačiau fotosintezės ląstelėse, susijaudinusiems elektronams užfiksuoja advokatai ir palaipsniui mažėja jo energija perduodamos palei vežėjo grandines.

Tylacoid membranos egzistuoja dviejų tipų fotosystems skleidžia elektronų su lengvu veiksmu. Photosystems yra sudėtingas kompleksas, daugiausia chlorofiliniuose pigmentuose su reakcijos centru, nuo kurios elektronai yra sugadinti. Nuotraukų sistemoje saulės spinduliai sugauna daug molekulių, tačiau visa energija renkama reakcijos centre.

Photosystem I rinkėjai, einantys palei vežėjų grandinę, atkurti NADF.

Elektronų energija, suvyniojanti iš Photosystem II, naudojama Sintezuoti ATP. Ir "Photossystem II" elektronų pripildykite elektronines nuotraukų I skyles I.

Antrosios Photosistemos skylės yra pripildytos elektronų, atsirandančių vandens photolis. "Photoliz" taip pat atsiranda, kai dalyvavimas yra šviesos ir slypi H2 O į protonų, elektronų ir deguonies plėtrą. Būtent dėl \u200b\u200bvandens susidaro laisvas deguonis. Protonai dalyvauja kuriant elektrocheminį gradientą ir NADF atkūrimą. Elektronai gauna chlorofilo Photosystem II.

Pvz., Photosintezės šviesos fazės lygtis:

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

Ciklinis elektronų transportas

Pirmiau aprašoma vadinamoji ne ciklinis šviesos fazės fotosintezė. Ar yra daugiau ciklinis elektronas Transportas, kai neįvyksta NADF atkūrimas. Tuo pačiu metu, elektronai nuo fotose sistemos aš einu į vežėjo grandinę, kur ATP sintezė yra. Tai reiškia, kad šis elektronų transportavimo grandinė gauna elektronus nuo i fotosystem, o ne II. Pirmoji nuotraukų sistema, nes ji supranta ciklą: jis grąžinamas į jos skleidžiamus elektronus. Kelyje jie praleidžia dalį savo energijos ATP sintezei.

Nuotraukų fosforilinimas ir oksidacinis fosforilinimas

Fotosintezės šviesos fazė gali būti lyginama su ląstelių kvėpavimo fazu - oksidaciniu fosforilinimu, kuris teka ant mitochondrijų šauksmų. Taip pat yra ATP sintezė dėl elektronų ir protonų perkėlimo į vežėjų grandinę. Tačiau fotosintezės atveju energija saugoma ATP ne ląstelės poreikiams, bet daugiausia už tamsiai fotosintezės fazės poreikius. Ir jei su kvėpavimu pradinis energijos šaltinis yra organinių medžiagų, tada su fotosintezės - saulės spindulių. Sintezė ATP su fotosintezėmis vadinama nuotraukų fosfaielingo ne oksidacinis fosforilinimas.

Tamsiai fotosintezės fazė

Pirmą kartą tamsus fotosintezės fazė buvo išsamiai ištirta Calvin, Benson, Bassem. Jų atidarytas reakcijos ciklas vėliau buvo vadinamas "Calvin Cycle" arba "C 3" fotosintezės. Tam tikrose augalų grupėse pastebimas modifikuotas fotosintezės kelias - C4, taip pat vadinamas liukų Sabra ciklu.

Tamsose fotosintezės reakcijose įvyksta CO 2 fiksavimas. Tamsos fazės eina į chloroplasto stromą.

Atkūrimo CO 2 atsiranda dėl ATP energijos ir NADF · H 2 reabilitacijos jėgos suformuota šviesos reakcijomis. Be jų, anglies dioksido fiksavimas neįvyksta. Todėl, nors tamsioji fazė nėra tiesiogiai priklausoma nuo šviesos, bet paprastai teka į šviesą.

Calvin ciklas

Pirmasis etapo atsakas yra CO 2 prijungimas ( karboksilavimase.) iki 1,5-Ribuliozėsbifosfato ( ribulozės-1,5-difosfatas) – RIBF.. Pastarasis yra du kartus fosforilintas ribose. Ši reakcija katalizuoja ribulo-1,5-difosfakarboksilazės fermentą, taip pat vadinamą rubysian..

Dėl karboksilacijos susidaro nestabilus šešiakampis junginys, kuris, kaip hidrolizės, dezintegruoja į dvi trijų anglies molekules. fosfoglicerolio rūgštis (FGK) - pirmasis fotosintezės produktas. FGK taip pat vadinamas fosfoglicerat.

RIBF + CO 2 + H 2 O → 2FGK

FGK yra trys anglies atomai, iš kurių vienas yra įtrauktas į rūgšties karboksilo grupę (-COOH):

FGK sudaro trijų anglies cukrų (glikeraldehidfosfatą) triosofosfatas (TF)apima jau aldehido grupę (-CHO):

FGK (3 rūgštis) → TF (3-cukrus)

Šiai reakcijai skiriama ATP ir sumažinimo jėga NAPF · H2. TF yra pirmasis angliavandenių fotosintezės.

Po to dauguma trioseofosfato praleidžiama ant ribulobafosfato (RIBF) regeneracijos, kuri vėl naudojama CO 2. Regeneracija apima atsakymus, kurie išleidžiami su ATP sąnaudomis, kurioje sucrofosfosfacts dalyvauja su anglies atomų skaičiumi nuo 3 iki 7.

Tokiu ciklu "Ribfas" yra Calvino ciklas.

Nuo kalvoto ciklo yra mažesnė TF dalis, suformuota jame. Pagal 6 sujungtų anglies dioksido molekules, derlius yra 2 trioseofosfato molekulės. Bendras ciklo reakcija su įvesties ir išvesties produktais:

6CO 2 + 6H 2 O → 2TF

Tuo pačiu metu, privalomuose, dalyvaujantys 6 ribų molekulės ir 12 molekulių FGK yra konvertuojamos į 12 TF, iš kurių 10 molekulių lieka ciklo ir konvertuojami į 6 RIBF molekules. Kadangi TF yra trijų anglies cukraus, o RIBF yra PENTAGLION, tada su anglies atomais mes turime: 10 * 3 \u003d 6 * 5. anglies atomų, kurie suteikia ciklą, skaičius nesikeičia, visą reikalingą ribą yra regeneruotas. Ir šeši anglies dioksido molekulės, įvestos į ciklą, išleidžiami dviejų trioseofosfato molekulių ciklo formavimui.

Calvin ciklas 6 prijungtų CO 2 molekulės išleidžiamos 18 ATP molekulių ir 12 NADF · H 2 molekulių, kurios buvo sintezuojamos fotosintezės šviesos etapo reakcijomis.

Apskaičiavimą atlieka dviem transporto priemonės fosfato molekulių ciklu, nes gliukozės molekulė suformuota vėlesnėje molekulėje yra 6 anglies atomai.

Triosofosfatas (TF) yra galutinis kalvoto ciklo produktas, tačiau sunku pavadinti galutinį fotosintezės produktą, nes jis beveik nesikaupiamas, ir, įvedant reakcijas su kitomis medžiagomis, virsta gliukoze, sacharoze, krakmolu, riebalais, riebalais, Riebalų rūgštys, amino rūgštys. Be TF, FGK vaidina svarbų vaidmenį. Tačiau tokios reakcijos atsiranda ne tik fotosintezės organizmuose. Šia prasme, tamsiai fotosintezės fazė yra tokia pati kaip Calvin ciklas.

Nuo FGK pagal žingsnio fermentinę katalizę sudaro šešių curl cukrų fruktozės-6 fosfataskuri tampa gliukozė. Gliukozės augaluose gali būti polimerizuoti į krakmolo ir celiuliozės. Angliavandenių sintezė yra panaši į atvirkštinio glikolizavimo procesą.

Nuotrauka

Deguonis slopina fotosintezę. Didesnis O 2 į aplinkaDar mažiau veiksmingas yra privalomojo CO 2 procesas. Faktas yra tai, kad ribulobafosfatas karboksilazės fermentas (Rubisco) gali reaguoti ne tik su anglies dioksidu, bet ir deguonį. Šiuo atveju tamsios reakcijos yra šiek tiek skirtingos.

Fosfogikolkas yra fosfoglikolinis rūgštis. Jis iš karto išvalo fosfato grupę, ir ji virsta glikolio rūgštimi (glikolatas). Dėl "panaudojimo" vėl reikia deguonies. Todėl, tuo didesnis deguonies atmosferoje, tuo daugiau jis skatins fotografiją, o kuo daugiau augalų reikės deguonies atsikratyti reakcijos produktų.

"Fotocheate" yra priklausomas nuo aukščio deguonies suvartojimas ir anglies dioksido gavyba. Tai reiškia, kad dujų mainai atsiranda kaip kvėpavimas, bet pajamos chloroplastomis ir priklauso nuo šviesos spinduliuotės. Nuo šviesos fotografija priklauso tik todėl, kad ribulobafosfatas susidaro tik fotosintezėje.

Kai nuotraukos, anglies atomai nuo glikolato kalvin cikle fosfoglicerolio rūgšties pavidalu (fosfoglicerat).

2 glikolatas (C2) → 2 glioksilatas (C2) → 2 glicinas (C 2) - CO 2 → Serinas (C3) → hidroksivuvatas (C3) → gliceratas (C3) → FGK (C 3)

Kaip matyti, grąžinamoji išmoka nėra baigta, nes vienas anglies atomas yra prarasta konvertuojant dvi glicinų molekules į vieną serino aminorūgščių molekulę ir išleidžiamas anglies dioksidas.

Deguonis yra būtinas glikozato konversijos etapuose glioksilate ir glicinu į seriną.

Glikozato transformacijos glioksilate, o tada glicinu atsiranda peroksimuose, serino sintezėje mitochondrijoje. Serinas vėl patenka peroksisomą, kur hidroksipruvate pirmą kartą gaunamas iš jo, o tada gliceratas. Glycerat patenka į chloroplastus, kur FGK yra sintezuojama iš jo.

Fotografija daugiausia būdinga augalams su C 3 -Typ fotosintezėmis. Tai gali būti laikoma kenksminga, nes energija yra nenaudinga transformuoti glikolatą FGK. Matyt, fotografija atsirado dėl to, kad senovės augalai nebuvo pasirengę dideliam kiekiui deguonies atmosferoje. Iš pradžių jų evoliucija buvo atmosferoje, turintiems daug anglies dioksido, ir tai buvo tas, kuris daugiausia užėmė Rubisco fermento reakcijos centrą.

C 4 -Photosintezės arba ciklo liukų slaka

Jei su C 3-fozintezės, pirmasis produktas tamsios fazės yra fosfoglicininės rūgšties, įskaitant tris anglies atomus, tada C4 - pirmieji produktai yra rūgštys, kurių sudėtyje yra keturių anglies atomų: obuolys, oksidas, šparaginis.

Su 4-fotosintezės, daug atogrąžų augalų yra stebimas, pavyzdžiui, cukranendrių, kukurūzų.

C4 bandymai yra efektyviau absorbuojami anglies oksido, jie beveik ne išreiškė fotografiją.

Augalai, kuriuose yra tamsiai fotosintezės pajamų fazės C4-Puti, turi specialią lapo struktūrą. Jame laidžiamos sijos yra apsuptos dvigubo ląstelių sluoksnio. Vidinis sluoksnis yra laidžios spindulio. Išorinis sluoksnis - mezophyll ląstelės. Sluoksnių ląstelių chloroplastai skiriasi vienas nuo kito.

Mezofiliniam chloroplastui būdingos didelės santuokos būdingos, didelės nuotraukos iš fotosystems, fermento ribo karboksilazės (Rubzyo) ir krakmolo nebuvimas. Tai yra, šių ląstelių chloroplastai yra pritaikyti daugiausia fotosintezės fazei.

Vaidinės sijos ląstelių chloropose granatas beveik nėra sukurtas, tačiau RIBF Carboksilazės koncentracija yra didelė. Šie chloroplastai yra pritaikyti tamsioje fotosintezės fazėje.

Anglies dioksidas pirmą kartą patenka į mezophylyll ląsteles, jungiasi prie organinių rūgščių, tokia forma gabenama į kodavimo ląsteles, yra išleistas ir toliau jungiasi prie abiejų C3 testų. Tai yra, C4 yra papildyta ir nepakeičia C3.

Mezofilll, CO 2 prisijungia prie fosfoenolpiruuvaturuutuate (FEP), kad susidarytų oksaloacetatas (rūgštis), apimanti keturis anglies atomus:

Reakcija vyksta su FEP-karboksilazės fermento dalyvavimu, kuris turi didesnį afinitetą CO 2 nei Rubisco. Be to, "FEP" karboksilazė nesulaiko deguonies, o tai reiškia, kad ji nėra skirta fotografijai. Taigi C 4 -photosintezės privalumas yra efektyviau išspręsti anglies dioksidą, padidinti jo koncentraciją kodavimo ląstelėse ir todėl efektyviau veikia RIBBF Carboksilazė, kuri beveik nėra skirta fotografijai.

Oxaloacetate konvertuojama į 4 anglies dikarboksirūgšties (banginių ar aspartato), kuris yra gabenamas į chloroplastus laidžių sijų. Čia rūgštis yra dekarolina (CO 2 atskirtis), oksiduojasi (apdorotas vandenilis) ir virsta piruvate. Vandenilis atkuria NADF. Piruvatas grįžta į mezofilą, kur FEP yra regeneruojami su ATP kaina.

CO 2 sulaužyta į chloroplastuose padengtų ląstelių eina į įprastą C 3 fazę tamsiai fotosintezės fazės, t.e. Calvin cikle.

Fotosintezė palei liukų-slaka kelią reikalauja daugiau energijos suvartojimo.

Manoma, kad C4 pasirodė evoliucijoje vėliau C3 ir yra iš esmės įrenginys nuo fotografijos.

Kiekvienam planetos gyvenimui reikia maisto ar energijos išgyventi. Kai kurie organizmai maitina kitus būtybes, o kiti gali pagaminti savo maistinių medžiagų elementus. Jie patys gamina maistą, gliukozę, procesą, vadinamą fotosintezėje.

Fotosintezės ir kvėpavimas yra tarpusavyje susiję. Fotosintezės rezultatas yra gliukozė, kuri yra saugoma kaip cheminė energija. Ši sukaupta cheminė energija gaunama dėl neorganinės anglies (anglies dioksido) į organinę anglies konvertavimą. Kvėpavimo procesas išskiria sukauptą cheminę energiją.

Be produktų, kuriuos jie gamina, augalai taip pat reikalingi anglies, vandenilio ir deguonies išgyventi. Vanduo absorbuojamas iš dirvožemio užtikrina vandenilį ir deguonį. Fotosintezės metu, anglis ir vanduo yra naudojami maisto sintezei. Augalai taip pat reikia nitratų gaminti aminorūgščių (aminorūgščių - ingredientas generuoti baltymus). Be to, jiems reikia magnio chlorofilo gamybai.

Pastaba: Gyvos būtybės, priklausančios nuo kitų maisto produktų. Herbivores, pavyzdžiui, karvių, taip pat augalai, kurie maitina vabzdžių pavyzdžiai heterotrophs. Gyvos būtybės, gaminančios savo maistą. Žalieji augalai ir dumbliai - autentifikavimo pavyzdžiai.

Šiame straipsnyje daugiau sužinosite apie tai, kaip augalai fotosintezė ir yra būtinos šiam proceso sąlygoms.

Fotosintezės apibrėžimas

Fotosintezė yra cheminis procesas, pagal kurį augalai, kai kurie ir dumbliai gamina gliukozę ir deguonį nuo anglies dioksido ir vandens, naudojant tik šviesą kaip energijos šaltinį.

Šis procesas yra labai svarbus gyvenimui žemėje, nes dėl to atleidžiamas deguonis, ant kurio priklauso visas gyvenimas.

Kodėl augalai turi gliukozės (maisto)?

Kaip ir žmonės ir kitos gyvos būtybės, augalai taip pat turi mitybą išlaikyti gyvybiškai svarbią veiklą. Gliukozės vertė augalams yra tokia:

• Gliukozė, gauta kaip fotosintezė, naudojama kvėpavimo metu, kad išlaisvintų įrenginių reikalaujamą energiją kitiems gyvybiškai svarbiems procesams.
• Daržovių ląstelės taip pat konvertuoti gliukozės dalį į krakmolo, kuris yra naudojamas, kaip reikia. Dėl šios priežasties negyvi augalai naudojami kaip biomasė, nes saugoma cheminė energija.
• Gliukozė taip pat reikalinga gaminti kitas chemines medžiagas, pvz., Baltymus, riebalus ir daržovių cukrus, reikalingus augimui ir kitiems svarbiems procesams užtikrinti.

Fazės fotosintezė

Fotosintezės procesas suskirstytas į dvi fazes: šviesą ir tamsą.

Šviesos fazės fotosintezė

Kaip matyti iš pavadinimo, šviesos fazės turi saulės šviesą. Atsižvelgiant į lengvąsias reakcijas, saulės spindulių energija absorbuojama chlorofilo ir konvertuojama į saugomą cheminę energiją į elektroninę vežėjo molekulę PRFN (nikotinindinasenindinukleotidfosfatų) ir ATP energijos molekulės (adenozino trifosfatas). Šviesos fazės srautas thylacoid membranose chloroplast.

Dinaminis fotosintezės arba kalvin ciklo etapas

Tamsoje fazėje arba kalvin cikle, susijaudinti elektronai nuo šviesos fazės suteikia energijos, kad susidarytų angliavandenių iš anglies dioksido molekulių. Šviesos priklausomi fazės kartais vadinami Calvin ciklu dėl proceso cikliškumo.

Nors tamsios fazės nenaudoja šviesos kaip reagento (ir, kaip rezultatas, gali atsirasti per dieną ar naktį), būtina, kad būtų lengvos nepriklausomos reakcijos į funkcijas. Nepriklausomos nuo šviesos molekulės priklauso nuo energijos molekulių - ATP ir Napfn - sukurti naujų angliavandenių molekules. Po energijos perdavimo, energijos molekulė grąžinama į šviesos fazes gauti daugiau energingų elektronų. Be to, kai kurie tamsiosios fazės sužalojimai aktyvuojami šviesa.

Fazės diagramos fotosintezė

Pastaba:Tai reiškia, kad tamsūs fazės nebus tęsiasi, jei augalai bus atimta šviesos per ilgai, nes jie naudoja šviesos fazių produktus.

Augalų lapų struktūra

Mes negalime visiškai ištirti fotosintezės, nežinodamas daugiau apie lapo struktūrą. Lapas yra pritaikytas atlikti svarbų vaidmenį fotosintezės procese.

Išorinė lapų struktūra

• Plotas. \\ T

Viena iš svarbiausių savybių augalų yra didelis paviršiaus plotas lapų. Dauguma žaliųjų augalų turi platų, plokščias ir atviras lapus, kurie gali užfiksuoti tiek daug saulės energijos (saulės spindulių), kiek yra būtina fotosintezei.

• Centrinė vena ir naminiai gyvūnai

Centrinis šydas ir petioles yra sujungtos ir yra lapo pagrindas. Daiktai turi lapą, kad jis gautų kuo daugiau šviesos.

• Lapas. \\ T

Paprasti lapai turi vieną lakštinio plokštės ir sudėtingą - kelis. Latch plokštelė yra vienas iš svarbiausių komponentų lapo, kuris tiesiogiai dalyvauja fotosintezės procese.

• Šerdis. \\ T

Lapų gyventojų tinklas toleruoja vandenį nuo stiebų iki lapų. Paskirstyta gliukozė taip pat siunčiama į kitas gamyklos dalis nuo lapų per veną. Be to, šios lakštų atramos dalys ir laikykite lapų plokštelę butas didesniam saulės spinduliams. Gyventojų (būsto) vieta priklauso nuo augalų tipo.

• Lapo pamatas

Lapo pagrindas yra mažiausia jo dalis, kuri yra sujungta su stiebu. Dažnai lapo pagrindas yra suporuotas arklių skaičius.

• Lapo kraštas

Priklausomai nuo augalo tipo, lapo kraštas gali turėti kitokią formą, įskaitant: visus galutinius, pavarų, pjūklų, lavety, auksinius ir kt.

• Viršutinis lapas

Kaip ir lapo kraštas, viršuje yra skirtingų formų, įskaitant: aštrią, suapvalintą, kvailą, pailgą, pailgą, ir tt

Vidinė lapų struktūra

Žemiau yra artimos lapų audinių vidinės struktūros schema:

• Odelė. \\ T

Kupelė atlieka pagrindinį, apsauginį sluoksnį ant augalo paviršiaus. Paprastai lapo viršuje jis yra storesnis. Kupelė yra padengta medžiaga, kuri atrodo kaip vaškas, nes augalas yra apsaugotas nuo vandens.

• Epidermis.

Epidermis - ląstelių sluoksnis, kuris yra danga audinio lakštai. Jo. pagrindinė funkcija - apsauga vidinių audinių lapo iš dehidratacijos, mechaninių pažeidimų ir infekcijų. Ji taip pat reglamentuoja dujų mainų ir transpiracijos procesą.

• Mesophyll.

Mezofilas yra pagrindinis augalo audinys. Čia yra fotosintezės procesas. Daugumoje augalų mesophil yra padalintas į du sluoksnius: viršuje - Palmsad ir apačioje - kempinė.

• Apsauginės ląstelės

Apsauginės ląstelės - specializuotos ląstelės epidermio lapuose, kurie naudojami kontroliuoti dujų mainus. Jie atlieka apsauginę dulkių funkciją. Usting poros tampa dideli, kai vanduo yra nemokamai, į kitaipApsauginės ląstelės tampa vangios.

• Stoma.

Fotosintezė priklauso nuo anglies dioksido (CO2) skverbimo nuo oro per dulkes į mezophyll audinį. Deguonis (O2), gaunamas kaip fotosintezės produktas, ištraukia iš augalo per dulkes. Kai dulkių atidaryta, vanduo prarandamas kaip garavimo rezultatas ir turi būti papildyti per transpiracijos srautą, vandens sugeria šaknys. Augalai yra priversti subalansuoti absorbuotų CO2 kiekį nuo oro ir vandens praradimo per mitybos poras.

Fotosintezės sąlygos

Žemiau yra sąlygos, kurių reikalingos augalai fotosintezės procesui įgyvendinti:

• Anglies dvideginis. Bespalviai gamtinių dujų be kvapo, aptikta ore ir turi mokslinį pavadinimą CO2. Jis susidaro deginant anglies ir organinius junginius, taip pat atsiranda kvėpavimo procese.
• Vanduo. Skaidri skysčių cheminė medžiaga be kvapo ir skonio (įprastomis sąlygomis).
• Šviesti.Nors dirbtinė šviesa taip pat tinka augalams, natūrali saulės šviesa, kaip taisyklė, sukuria geriausias sąlygas fotosintezei, nes ji turi natūralią ultravioletinę spinduliuotę, kuri turi teigiamą poveikį augalams.
• Chlorofilas.Tai yra žalias pigmentas, rastas augalų lapuose.
• Maistinės medžiagos ir mineralai.Chemikalai ir organiniai junginiai, kurie augalinės šaknys yra absorbuojamos iš dirvožemio.

Kas yra sudaryta dėl fotosintezės?

• Gliukozė;
• Deguonis.

(Šviesos energija rodoma skliausteliuose, nes tai nėra medžiaga)

Pastaba: Augalai gauna CO2 iš oro per savo lapus ir vanduo iš dirvožemio per šaknis. Šviesos energija ateina iš saulės. Gautas deguonis išleidžiamas į orą iš lapų. Gautą gliukozę galima paversti kitomis medžiagomis, tokiomis kaip krakmolas, kuris naudojamas kaip energijos tiekimas.

Jei veiksniai, prisidedantys prie fotosintezės, nėra arba esant nepakankamam kiekiui, tai gali neigiamai paveikti gamyklą. Pavyzdžiui, mažesnis šviesos kiekis sukuria palankias sąlygas vabzdžiams, kurie valgo augalų lapus, ir vandens trūkumas lėtina.

Kur yra fotosintezė?

Fotosintezė vyksta daržovių ląstelėse, mažuose plastuose, vadinamas chloroplastu. Chloroplastai (daugiausia randami mezofilll sluoksnyje) yra žalia medžiaga, vadinama chlorofilu. Žemiau yra kitos ląstelės, veikiančios su chloroplastu, kad galėtų atlikti fotosintezę.

Augalų ląstelių struktūra

Augalų ląstelių dalių funkcijos

• : Suteikia struktūrinę ir mechaninę pagalbą, apsaugo ląsteles nuo, pataisų ir lemia ląstelės formą, kontroliuoja greitį ir augimo kryptį, taip pat suteikia augalų formą.
• : Suteikia platformą daugumai cheminių procesų, kuriuos kontroliuoja fermentai.
• : veikia kaip kliūtis, kontroliuoja medžiagų judėjimą į narvą ir iš jo.
• : Kaip aprašyta pirmiau, jose yra chlorofilo, žalia medžiaga, kuri sugeria šviesos energiją fotosintezės procese.
• : Ląstelių citoplazmos ertmė, kaupianti vandenį.
• : Sudėtyje yra genetinis prekės ženklas (DNR), kuris kontroliuoja ląstelių aktyvumą.

Chlorofilas sugeria šviesos energiją, reikalingą fotosintezei. Svarbu pažymėti, kad ne visi spalvos bangos ilgiai yra absorbuojami. Augalai daugiausia sugeria raudonos ir mėlynos bangos - jie nesugeria šviesos žalia diapazone.

Anglies dioksidas fotosintezės procese

Augalai gauna anglies dioksidą nuo oro per savo lapus. Anglies dioksido saibs per mažą skylę lapo apačioje - Ustita.

Apatinė lapo dalis laisvai yra ląstelės, kad anglies dioksidas pasiektų kitas ląsteles lapuose. Jis taip pat leidžia deguonies susidaryti fotosintezės metu, lengvai palikti lapą.

Anglies dioksidas yra ore, kurį kvėpuojame labai mažomis koncentracijomis ir tarnauja kaip būtinas veiksnys tamsoje fotosintezės fazėje.

Šviesa fotosintezės procese

Lape paprastai turi didelį paviršiaus plotą, todėl jis gali sugerti daug šviesos. Jo viršutinis paviršius yra apsaugotas nuo vandens nuostolių, ligų ir oro poveikio vaško sluoksniu (odelle). Lapo viršuje yra šviesa. Šis mezofilo sluoksnis vadinamas Paryzsade. Jis pritaikytas absorbcijai. didelis skaičius Šviesa, nes jame yra daug chloroplastų.

Šviesos fazėse fotosintezės procesas didėja su daugybe šviesos. Daugiau chlorofilo molekulės yra jonizuotos, o ATP ir Napfn yra labiau generuojami, jei šviesos fotonai sutelktos į žalią lapą. Nors šviesa yra labai svarbi šviesos fazėse, reikia pažymėti, kad perviršinė suma gali sugadinti chlorofilą ir sumažinti fotosintezės procesą.

Šviesos fazės nėra per daug priklausomos nuo temperatūros, vandens ar anglies dioksido, nors jie yra būtini fotosintezės procesui užbaigti.

Vanduo fotosintezės procese

Augalai gauna vandenį, reikalingą fotosintezei per savo šaknis. Jie turi šaknų plaukus, kurie auga dirvožemyje. Šaknys pasižymi dideliu paviršiaus plotu ir plonomis sienomis, kurios leidžia lengvai pereiti per juos.

Vaizdas rodo augalus ir jų ląsteles su pakankamu vandeniu (kairėje) ir jo trūkumoje (dešinėje).

Pastaba: Šaknikų ląstelėse nėra chloroplastų, nes jie paprastai yra tamsoje ir negali fotosintezuoti.

Jei augalas nesugeria pakankamai vandens, jis išnyks. Be vandens, augalas negalės greitai fotosintuoti ir net mirti.

Kokia vertė yra vanduo augalams?

• Suteikia ištirpusius mineralus, kurie palaiko augalų sveikatą;
• Yra transporto aplinka;
• Palaiko stabilumą ir ištaisymą;
• Atvėsina ir prisotina drėgmę;
• Tai leidžia atlikti įvairias chemines reakcijas augalų ląstelėse.

Fotosintezės vertė

Biocheminis fotosintezės procesas naudoja saulės spindulių energiją, kad būtų galima paversti vandenį ir anglies dioksidą į deguonį ir gliukozę. Gliukozė naudojama kaip statybiniai blokai augalų audinių augimui. Taigi fotosintezė yra būdas, kad susidaro šaknys, stiebai, lapai, gėlės ir vaisiai. Be fotosintezės proceso, augalai negalės augti ar daugintis.

• Produktai

Dėl fotosintezės gebėjimų augalai yra žinomi kaip gamintojai ir tarnauja beveik kiekvienai žemės grandinei žemėje. (Dumbliai yra lygiaverčiai augalams). Visi maisto produktai, kuriuos valgome, ateina iš organizmų, kurie yra fotosynthesics. Mes maitiname šiuos augalus tiesiogiai arba valgyti gyvūnus, tokius kaip karvės ar kiaulės, kurios sunaudoja augalų maistą.

• Maisto grandinės bazė

Vandens sistemos, augalai ir dumbliai taip pat sudaro maisto grandinės pagrindą. Dumbliai tarnauja kaip maistas, kuris, savo ruožtu, veikia kaip didesnių organizmų mitybos šaltinis. Be fotosintezės vandens aplinkoje, gyvenimas būtų neįmanomas.

• Anglies dioksido pašalinimas

Fotosintezė konvertuoja anglies dioksidą į deguonį. Fainsintezės metu anglies dioksidas iš atmosferos patenka į augalą, o tada išleistas deguonies pavidalu. Šiandieniniame pasaulyje, kur anglies dioksido lygiai auga siaubingą tempą, bet kokį procesą, kuris pašalina anglies dioksidą iš atmosferos yra ekologiška.

• Maistinių medžiagų grandinė

Augalai ir kiti fotosintezės organizmai vaidina svarbų vaidmenį maistinių medžiagų cikle. Azotas ore yra fiksuotas daržovių audiniuose ir tampa prieinami baltymų kūrimui. Mikroelementai dirvožemyje taip pat gali būti įtraukta į augalų audinį ir tampa prieinami žolynams, toliau kartu su maisto grandine.

• Fotosintetinė priklausomybė

Fotosintezė priklauso nuo šviesos intensyvumo ir kokybės. Ant pusės, kur saulės spinduliai pervertinami ištisus metus ir vanduo nėra ribojantis veiksnys, augalai turi didelius augimo tempus ir gali tapti gana dideli. Priešingai, fotosintezė gilesnėse vandenyno dalyse susitinka rečiau, nes šviesa nėra įsiskverbia į šiuos sluoksnius, ir dėl to ši ekosistema pasirodo nebuvau.

Fotosintezė - Tai yra organinių medžiagų sintezavimo procesas nuo neorganinio dėl šviesos energijos. Didžioji dauguma atvejų fotosintezė atlieka augalus, naudojant tokius ląstelių organelius kaip chloroplastaisudėtyje yra žalios pigmento chlorofilas.

Jei augalai negalėjo sintezuoti organikų, tada beveik visi kiti organizmai žemėje neturėtų nieko valgyti, nes gyvūnai, grybai ir daug bakterijų negali sintezuoti organinių medžiagų nuo neorganinių. Jie tik sugeria paruoštus, padalinti juos į paprastesnį, iš kurio jie vėl surinkti, bet jau būdingi jų kūnui.

Taip yra, jei mes kalbame apie fotosintezę ir jo vaidmenį gana trumpai. Suprasti fotosintezę, turite pasakyti daugiau: kokios specialiai neorganinės medžiagos naudojamos, kaip įvyksta sintezė?

Fotosintezei reikalingos dvi neorganinės medžiagos - anglies dioksidas (CO 2) ir vanduo (H2 O). Pirmasis yra absorbuojamas iš oro su pirmiau minėtomis augalų dalimis, daugiausia per dulkes. Vanduo - nuo dirvožemio, iš kur jis pristatomas į fotosintezės ląsteles su laidžių augalų sistema. Be to, fotosintezei, fotonų energija yra reikalinga (Hν), tačiau jie negali būti priskirti medžiagai.

Iš viso susidaro fotosintezė, organinė medžiaga ir deguonis (O 2). Paprastai po organine medžiaga dažniausiai reiškia gliukozę (C 6H 12 O 6).

Organiniai junginiai dažniausiai susideda iš anglies atomų, vandenilio ir deguonies. Jie yra anglies dioksido ir vandens. Tačiau su fotosintezės, deguonies yra išleistas. Jo atomai yra paimti iš vandens.

Trumpai ir apibendrino fotosintezės reakcijos lygtį yra įprasta įrašyti tai:

6CO 2 + 6H 2 O → C 6H 12 O 6 + 6O 2

Tačiau ši lygtis neatspindi fotosintezės esmingumo, nesudaro aišku. Pažvelkite, nors lygtis yra subalansuota, yra bendras atomų skaičius nemokamai deguonies 12. Bet mes sakėme, kad jie yra paimti iš vandens, ir ten jie yra tik 6.

Tiesą sakant, fotosintezė teka į dvi fazes. Pirmasis vadinamas lIGHT.antrasis - temnova.. Tokie pavadinimai yra susiję su tuo, kad šviesa reikalinga tik šviesos fazei, tamsioji fazė yra nepriklausoma nuo jo buvimo, tačiau tai nereiškia, kad jis eina tamsoje. Šviesos fazės teka ant chloroplasto tylakoidinės membranos, tamsos chloroplasto stroma.

Šviesos surišimo CO 2 fazėje neįvyksta. Jis pasireiškia tik saulės energijos surinkimas chlorofiliniais kompleksais, jo intensyvumu ATP, energijos naudojimas nadf nadf * h 2. Energijos srautas iš chlorofilo susijaudinęs šviesai suteikia elektronų perduodami elektronų transportavimo grandinės fermentų įterpti į thylacoid membranos.

Vandenilis NADF yra paimtas iš vandens, kuris pagal saulės spindulių veiksmą yra suskaidytas ant deguonies atomų, vandenilio protonų ir elektronų. Šis procesas vadinamas photolisom.. Nereikalingas deguonis nuo vandens fotosintezės. Dekenes atomai iš dviejų vandens molekulių yra prijungtas prie molekulinės deguonies susidarymo. Photosintezės šviesos etapo reakcijos lygtis trumpai atrodo taip:

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

Taigi deguonies atskyrimas atsiranda fotosintezės fazėje. ATP molekulių skaičius, sintezuojamos iš ADF ir fosforo rūgšties, įtrauktos į vienos vandens molekulės nuotraukų galeriją, gali būti kitoks: vienas ar du.

Taigi, gaunami nuo šviesos fazės iki tamsiai ATP ir NADF * H2. Čia pirmosios ir atkuriamojo galios energijos energija išleidžiama surišančia anglies dioksidu. Šis fotosintezės etapas negali būti paaiškintas tiesiog ir trumpai, nes jis vyksta ne taip, kad šešios CO 2 molekulės derinamos su vandeniliu, išleistu iš NADF * H 2 molekulių, ir gliukozės susidaro:

6CO 2 + 6nadf * H 2 → C 6H 12 O 6 + 6nadf
(Reakcija ateina su ATP energijos sąnaudomis, kurios dezintegruoja į ADP ir fosforo rūgštį).

Sumažinta reakcija yra supaprastinta siekiant palengvinti supratimą. Tiesą sakant, anglies dioksido molekulės yra privalomos vienai, jie yra sujungti baigti penkių anglies organinių medžiagų. Sudaro nestabilios šešiakampės organinės medžiagos, kurios dezintegruoja ant trijų angliavandenių trijų anglies molekulių. Kai kurios iš šių molekulių naudojamos pirminės penkių anglies medžiagos, skirto privalomam CO 2, pakartotinai. Toks atnaujinimas yra pateiktas calvin ciklas. Mažesnė angliavandenių molekulių dalis, kurioje yra trys anglies atomai, išeina iš ciklo. Jau iš jų ir kitos medžiagos sintezuojamos visos kitos organinės medžiagos (angliavandeniai, riebalai, baltymai).

Tai yra, iš tiesų, trijų anglies cukrus išeina iš tamsiai anglies fotosintezės, o ne gliukozės.

- organinių medžiagų sintezė nuo anglies dioksido ir vandens su privalomu energijos šviesos naudojimu:

6 + 6n 2 O + Q šviesa → C 6H 12 O 6 + 6O 2.

Aukštesniuose augaluose fotosintezės organas yra lapas, fotosintezės organiniaiidai - chloroplastai (chloroplastų struktūra - 7 paskaita). Fotosintetiniai pigmentai yra pastatyti į chloroplasto tilacoid membranos: chlorofilų ir karotinoidų. Yra keletas skirtingų chlorofilo tipų ( a, b, c, d), pagrindinis dalykas yra chlorofilas a.. Chlorofilo molekulėje, porfirino "galva" galima išskirti magnio atomą centre ir fitoloninę "uodegą". Porphyrino "galva" yra plokščia struktūra, yra hidrofilinis ir todėl yra ant membranos paviršiaus, kuris susiduria su stroma vandens laikmena. Phytolon "uodegos" - hidrofobinis ir šio sąskaita turi chlorofilo molekulę membranoje.

Chlorofilai sugeria raudoną ir mėlyną violetinė šviesą, atspindi žalią ir todėl suteikia augalams būdingą žalią spalvą. Chlorofilo molekulės yra organizuojamos "Tyycoid" membranose photosystems. Auguose ir "Syneselen" dumbliai yra "Photosystems-1" ir "Photosystems-2", "Fotosintezės bakterijos" - "Photosystems-1". Tik fotose sistema-2 gali suskaidyti vandenį su deguonimi ir pasirinkite elektrons vandenilio vandenyje.

Fotosintezė yra sudėtingas daugiapakopio procesas; Fotosintezės reakcijos suskirstytos į dvi grupes: reakcijos Šviesos fazė ir reakcijos tamsiai fazė.

Šviesos fazė

Šiame etape atsiranda tik šviesos thylacoidų membranose, dalyvaujant chlorofilo, elektronų baltymų vežėjų ir fermentų - ATP sintezės. Pagal kvantinės šviesos veiksmą, chlorofilo elektronai yra susijaudinami, palikite molekulę ir nukristi ant išorinės thylacoid membranos pusės, kuri galiausiai įkraunama neigiamai. Oksiduoti chlorofilo molekulės atkuriamos, atrenkant elektronus vandenyje intralylacoid erdvėje. Tai veda į vandens skilimo ar nuotraukų galeriją:

H 2 O + Q šviesa → H + + tai yra.

Hidroksila jonai suteikia savo elektrons, kreiptis į reaktyviųjų radikalų. IT:

Jis - → .one + e -.

Radikalai. Jis yra sujungtas, formuojant vandenį ir nemokamą deguonį:

4 Bet → 2n 2 o + o 2.

Deguonis pašalinamas į išorinę terpę, o protonai kaupiasi į "Proton rezervuaro" tylakido viduje. Dėl tylėcoid membranos, viena vertus, dėl H + mokesčių teigiamai, kita vertus, elektronų sąskaita - yra neigiama. Kai potencialus skirtumas tarp išorinės ir vidinės thylacoid membranos pusių pasiekia 200 mv, protonai yra stumiami per ATP sintezės kanalus ir fosforilinimą ADF į ATP; atominis vandenilis Jis eina dėl konkretaus NADF + (Nikotinomidadenindinucleotidų fosfato) atkūrimo į NADF · H 2:

2N + + 2E - + NADF → NADF · H 2.

Taigi, šviesos fazėje atsiranda vandens fotolizas, kurį lydi trys esminiai procesai: 1) ATP sintezė; 2) NADF · H2 formavimas; 3) deguonies susidarymas. Deguonis difuzuoja į atmosferą, ATP ir Napcho · H 2 yra gabenami chloroplasto striume ir dalyvauja tamsios fazės procese.

1 - chloroplasto stilius; 2 - Tyylacoid Grana.

Kvadratinė fazė

Ši fazė eina į chloroplasto stromą. Dėl savo reakcijų šviesos energija nėra reikalinga, todėl jie atsiranda ne tik šviesos, bet ir tamsoje. Tamsos fazės reakcija yra nuoseklios anglies dioksido transformacijos grandinė (ateina iš oro), todėl susidaro gliukozės ir kitų organinių medžiagų susidarymas.

Pirmoji reakcija šioje grandinėje yra anglies dioksido tvirtinimas; Accino anglies dioksidas yra penkių anglies cukrus ribulosobififosfatas (Ribf); Katalizuoja reakcijos fermentą ribulosobififosfato karboksilazė (Ribf-karboksilazė). Dėl barboksilacijos ribojasi, susidaro nestabilus šešiakampis junginys, kuris nedelsiant nuskendo į dvi molekules. fosfoglicerolinis rūgštis (FGK). Tada yra reakcijų ciklas, kuriame fosfoglicerino rūgšties tarpiniai produktai yra konvertuojami į gliukozę. Šiose reakcijose naudojami ATP ir NADF № 2, suformuota šviesos fazėje; Šių reakcijų ciklas buvo vadinamas "Calvin Cycle":

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

Be gliukozės, fotosintezės procese, kitų kompleksinių organinių junginių monomerų - amino rūgščių, glicerino ir riebalų rūgščių, formuojasi nukleotidai. Šiuo metu atskirti dviejų tipų fotosintezės: nuo 3 - ir su 4-fotosintezės.

Su 3 fotosintezėmis

Šis fotosintezės tipas, kuriame pirmasis produktas yra trijų anglies (C 3) junginiai. Su 3 fotosintezės buvo atidaryta prieš 4-fotosintezę (M. Calvin). Jis yra su 3-fotosintezės, kuri yra aprašyta aukščiau, antrašte "Pavojaus fazės". Charakteristika bruožai su 3-fotosintezės: 1) anglies dioksido Acceptor yra RIBF, 2) karboksilacijos reakcija RIBF katalizuoja RIBF-Carboksilazės, 3) dėl karboksilacijos rezultatas, yra suformuota šešiakampio junginys, kuris dezintegruoja į dvi FGCS. FGK atkuriamas triosofosfatas (TF). Dalis TF eina į RIBF regeneraciją, dalis virsta gliukoze.

1 - chloroplastas; 2 - Peroksisoma; 3 - mitochondrija.

Tai yra šviesos priklausoma nuo deguonies absorbcija ir anglies dioksido atskyrimas. Net praėjusio šimtmečio pradžioje buvo nustatyta, kad deguonies slopina fotosintezę. Kaip paaiškėjo, už Ribf-karboksilazę, substratas gali būti ne tik anglies dioksido, bet ir deguonies:

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

Fermentas vadinamas RIBF-OXYGENASE. Deguonis yra konkurencinga anglies dioksido fiksavimo inhibitorius. Fosfato grupė yra nuskendo, o fosfoglocolate tampa glikolatu, kad gamykla turėtų perdirbti. Jis patenka į peroksisomą, kur jis oksiduojamas į gliciną. Glicinas patenka į mitochondriją, kur jis oksiduojamas į seriną, o fiksuotos anglies praradimas yra nuostolis CO 2 forma. Kaip rezultatas, dvi glikoliato molekulės (2C + 2C) konvertuojamos į vieną FGK (3C) ir CO 2. Fotografija sukelia pelningumą su 3 testais 30-40% ( Su 3 testu - augalai, kuriems būdinga 3 fotosintezė).

Su 4-fotosintezės - fotosintezės, kurioje pirmasis produktas yra keturvietis (nuo 4) junginių. 1965 m. Buvo nustatyta, kad kai kuriuose augaluose (cukranendrių, kukurūzų, sorgo, soros), keturių anglies rūgščių yra pirmieji fotosintezės produktai. Tokie augalai vadinami Su 4 testu. 1966 m. Australijos mokslininkai, liukas ir SLK parodė, kad su 4 bandymais yra beveik fotografijos ir jie geriau absorbuoja anglies dioksidą. Anglies konvertavimo kelias su 4 kartus pradėjo skambinti hatch Slaka..

Dėl 4 bandymų būdinga speciali lapo anatominė struktūra. Visos laidžios sijos yra apsuptos dvigubo ląstelių sluoksnio: išorinės - mezofilo ląstelės, vidinės ląstelės. Anglies dioksidas yra pritvirtintas prie mezofilo ląstelių citoplazmoje, acceptor - fosfoenolpiruva (FEP, 3C), oksaloacetatas (4C) yra suformuotas dėl karboksilacijos rezultatas. Procesas yra katalizuotas Fep-karboksilazė. Priešingai nei RIBF-karboksilazė, FEP karboksilazė turi didelį afinitetą CO 2 ir, svarbiausia, nesijungia su O 2. Mezofilo chloropose, daug gran, kur aktyviai ateina šviesos fazės reakcija. Chloroplastuose padengtos ląstelės yra tamsios fazės reakcija.

Oxaloacetate (4c) virsta pasivaikščiojimu, kuris gabenamas per plazmos ląsteles. Čia tai yra dekaratas ir dehidratuotas su piruvato, CO 2 ir NADF · h 2 formavimu.

Piruvatas grįžta į mezofilo ląsteles ir regeneruoja ATP energiją FEP. CO 2 remontuoja RIBF-Carboksilaze su FGK formavimu. FEP regeneravimas reikalauja ATP energijos, todėl ji yra beveik dvigubai didesnė nei 3-fosintezės.

Fotosintezės reikšmė

Dėka fotosintezės, milijardai tonų anglies dioksido yra absorbuojamas kasmet nuo atmosferos, skiriasi milijardų tonų deguonies; Fotosintezė yra pagrindinis organinės medžiagos formavimo šaltinis. Ozoksi susidaro nuo deguonies, apsaugoti gyvus organizmus nuo trumpojo bangos ultravioletinės spinduliuotės.

Fotosintezėje žalias lapas Jis naudoja tik apie 1% saulės energijos, patenka į jį, našumas yra apie 1 g organinių medžiagų 1 m 2 paviršių per valandą.

Chemosintezė

Iš organinių junginių iš anglies dioksido ir vandens sintezė, atliekami ne dėl šviesos energijos, ir dėl neorganinių medžiagų oksidacijos energijos, yra vadinamas chemosintezė. Chemeosintetiniai organizmai apima kai kurias bakterijų rūšis.

Nitrifikuoti bakterijos oksiduojasi amoniako iki azoto, o po to į azoto rūgštį (NH3 → HNO 2 → HNO 3).

Jamming. Perkelkite Zakio geležies į oksidą (Fe 2+ → Fe 3+).

Serobakterijų Oksiduoti vandenilio sulfide iki sieros arba sieros rūgšties (H 2 s + ½o 2 → s + h 2 o, h 2 s + 2O 2 → h 2 SO 4).

Dėl neorganinių medžiagų oksidacijos reakcijų išleidžiama energija, kuri yra slopinama bakterijų, kai ATP makroeerginių ryšių forma. ATP naudojamas organinių medžiagų sintezei, kurios panašiai veikia kaip tamsiai fotosintezės etapo reakcijos.

Chemosyntheses bakterijų prisideda prie kaupimosi mineralų dirvožemyje, pagerinti dirvožemio derlingumą, prisidėti prie valymo nuotekų ir tt

Eiti į paskaitos №11. "Metabolizmo sąvoka. Biosintezės baltymai »

Eiti į paskaitos №13. "Eukariotinių ląstelių dalijimosi būdai: mitozė, meymozė, amitozė"