Fotosyntese - hvad er det? fase af fotosyntese. Betingelser for fotosyntese

Har du nogensinde spekuleret over, hvor meget en verden af levende organismer?! Og fordi alle de behøver at indånde ilt til at udvikle energi og udånder kuldioxid. Nemlig kuldioxid - den vigtigste årsag til dette fænomen, som indelukkede rum. Det sker, når der er en masse mennesker, og den plads til en lang tid ikke luftes. Hertil kommer, at giftige stoffer fylder luften faciliteter, privat bil og offentlig transport.

På baggrund af ovenstående, er der en logisk spørgsmål: hvordan kan vi endnu ikke havde kvalt, hvis alt liv er kilden til giftige kuldioxid? Frelser af alle levende væsener i denne situation fungerer som fotosyntese. Hvad er er den proces, og hvad er dens nødvendighed?

Dens resultat - afvejning af kuldioxid og ilt mætning af luften. Denne proces er kendt kun til repræsentanter for floraen i verden, er der planter, som kun sker i deres celler.

Fotosyntese selv - en yderst kompliceret procedure, afhængigt af visse betingelser, og finder sted i flere etaper.

definitionen

Ifølge den videnskabelige definition, organiske stoffer i løbet af fotosyntesen omdannes til organisk på celleniveau, autotrofe organismer på grund af udsættelse for sollys.

At sige mere forståeligt sprog, fotosyntese er en proces, hvor sker der følgende:

1. Anlægget er mættet med fugt. Kilden til fugt kan være vand eller fra jorden fugtig tropiske luft.
2. Det forekommer klorofyl reaktion (specifikke stof, som er indeholdt i planten) virkningen af solenergi.
3. Uddannelse afgørende flora fødevarer, de producerer på egen hånd ikke er i stand til heterotrof måde, mens de selv er producenten. Med andre ord, er planter fodret af det faktum, at de selv producerer. Dette er et resultat af fotosyntese.

Trin et

Stort set alle anlæg indeholder grønt materiale, hvorved det kan absorbere lys. Dette stof er ikke mere end en klorofyl. Dens placering - kloroplaster. Men kloroplaster er placeret i stilken af planten og dens frugt. Men især udbredt i naturen blad fotosyntese. Da sidstnævnte er ganske enkel i sin opbygning og har et relativt stort overfladeareal, hvilket betyder, at mængden af energi nødvendig for forekomsten af frelser af processen vil være meget mere.

Når lyset absorberes af klorofyl, sidstnævnte i en tilstand af spænding, og deres energi løfter overføres til andre organiske molekyler af anlægget. Det største antal af sådan energi går deltagerne fotosyntese processen.

Trin to

Fotosyntese Uddannelse på den anden fase ikke kræver deltagelse af verden. Den består i dannelsen af kemiske bindinger med brug af giftige kuldioxid fra vand og luft masse. Også syntesen af sættet af stoffer, der giver evnen til at leve flora. Disse er stivelse, glucose.

I planter sådanne organiske dele både energikilden for de enkelte dele af anlægget, samtidig med at den normale livsprocesser. Disse stoffer er produceret og fauna, der bruger planter til mad. Den menneskelige krop er mættet med disse stoffer gennem fødevarer, som indgår i den daglige kost.

Hvad? Hvor? Hvornår?

Til det organiske stof i den organiske vendt, er det nødvendigt at tilvejebringe passende betingelser for fotosyntese. Til denne proces er nødvendig i første omgang lyset. Vi taler om den kunstige, og sollys. Natur sædvanligvis plante aktivitet er kendetegnet ved intensiteten af foråret og sommeren, dvs. når der er behov for at modtage en stor mængde solenergi. Kan ikke siges om efteråret pore, når lysene er færre, kortere dage. Som et resultat, bladene bliver gule, og derefter helt falder af. Men så snart de første forår glans stråler fra solen, grønt græs stiger straks at genoptage sine aktiviteter klorofyler, og vil begynde aktiv udvikling af ilt og andre næringsstoffer, som er afgørende natur.

photosynthesis indbefatter ikke kun tilstedeværelsen af omgivende lys. Fugt bør også være nok. Efter alt, anlægget absorberer fugt først, og derefter reaktionen starter med solenergi. Resultatet af denne proces og er plante ernæringsprodukter.

Kun hvis der er en grøn stof fotosyntese. Hvad er klorofyl, nævnte vi ovenfor. De er den slags dirigent mellem lys eller solenergi og selve planten, sikre korrekt kursus af deres liv og aktiviteter. Grønne stoffer har absorptionskapacitet flerhed sollys.

Det spiller en væsentlig rolle og ilt. Til fotosyntese processen var en succes, planterne har brug for det en masse, fordi dens sammensætning indeholder kun 0,03% kulsyre. Derfor ud af 20 000 m ^{3 luft} kan få 6 ^m3 syre. Det er den sidstnævnte bestanddel - primær råmateriale til glucose, som på sin side er et stof nødvendig for livet.

Der er to stadier af fotosyntese. Den første kaldes lyset, og den anden - Den mørke.

Hvad mekanisme nedsivning lys etape

Lyset etape af fotosyntesen er et andet navn - fotokemisk. De vigtigste deltagere i denne fase er:

• solenergi;
• forskellige pigmenter.

Med den første komponent klar, det er sollys. Men hvad er de pigmenter ikke kender hver. De kommer i grøn, gul, rød eller blå. Hvis du vil medtage grønne klorofyller grupper "A" og "B" til de gule og rød / blå - phycobiliner hhv. Fotokemisk aktivitet kun chlorophyllet udstille blandt deltagerne i denne fase af processen "A". Resten tilhører den supplerende rolle, essensen af, som - indsamling af lyskvanter og deres transport til centrum af fotokemisk.

Da klorofyl udstyret med kapacitet effektiv absorption af solenergi med en bestemt bølgelængde efter fotokemiske systemer er blevet identificeret:

- fotokemisk center 1 (grøn stof "A" gruppe) - indgår i 700 pigment absorberende lysstråler, hvis længde er cirka 700 nm. Dette pigment hører til den grundlæggende rolle i skabelsen af produkter af den lette fase af fotosyntese.

- fotokemisk center 2 (grøn stofgruppe "B") - en del af pigmentet 680 er inkluderet som absorberer lys stråler af 680 nm i længden. Han ejer skuespiller, der består i at fylde funktioner af elektroner mistet fotokemisk center 1. Dette opnås ved hydrolyse væske.

På 350 400 molekyler af pigmenter, der en koncentreret lys fluxe i fotosystem 1 og 2 har kun ét molekyle af det pigment, der er fotokemisk aktiv - klorofyl gruppe "A".

Hvad sker der?

1. Lyset energi absorberet af planten, har en virkning på pigmentet indeholdt deri 700, som passerer fra den normale tilstand til en tilstand af excitation. Pigment mister en elektron, hvilket resulterer i et såkaldt elektronhul. Endvidere kan pigment molekyle, der har mistet en elektron, fungere som sin acceptor, dvs. part accepterer elektroner, og returnere formularen.

2. Fremgangsmåde ifølge fotokemisk nedbrydning af væsken i midten af lysabsorberende pigment 680 fotosystem 2. Efter dekomponering af vand dannede elektroner, som oprindeligt er accepteret materiale, såsom cytochrom C550, og identificeret med bogstavet Q. Ved derefter at cytochrom elektroner indtast kredsløb bærere og transporteres til centret 1 for den fotokemiske fylde huller e, som er resultatet af indtrængning af lyskvanter og udvindingsprocessen af pigmentet 700.

Der er tidspunkter, hvor et sådant molekyle kommer tilbage elektron forbliver identiske. Dette vil føre til isolering af lysenergi som varme. Men næsten altid en elektron, som har en negativ ladning, kombineret med specielle jern-svovl-proteiner og bæres på en af kæderne eller til pigmentet 700 falder i en anden vektor kredsløb og genforenet med konstant acceptor.

I den første udførelsesform, der er en cyklisk elektrontransport lukket type, i den anden - cykliske.

Begge processer falder i det første trin af fotosyntese under katalysere samme kæde af elektronbærere. Men det skal bemærkes, at for den cykliske typen photophosphorylation starter og slutter samtidig transport af en Chl punkt, mens når den cykliske overgang indebærer transport af stof grønne "B" gruppe til klorofyl "A".

Funktioner af cyklisk transport

Phosphorylering af cyklisk også kaldet fotosyntetisk. Som et resultat af denne proces producerede ATP molekyle. Grundlaget for dette er returtransport efter et par hinanden følgende trin i elektron exciterede tilstand på pigmentet 700, hvorved der frigøres energi, den modtagende del i phosphoryleringsenzymet systemet til yderligere akkumulering i phosphatbindinger i ATP. Det vil sige, er energi ikke spredes.

Phosphorylering af cyklisk er den primære reaktion af fotosyntese, baseret på dannelsen af kemisk teknologi energi på chloroplast tilaktoidov membranoverfladerne ved hjælp sollysenergi.

Uden fotosyntetisk phosphoryleringsreaktion af assimilation i mørke fase af fotosyntese umulig.

Nuancer transportere noncyclic typen

Fremgangsmåden består i udvinding NADP + og NADPH dannelsen af N *. Mekanismen er baseret på elektronoverførsel ferredoxin sin reduktionsreaktion og den efterfølgende overgang til NADP + med en yderligere reduktion til NADP * H.

Som et resultat, elektroner, som har mistet pigment 700, elektroner genopfyldes gennem vand, som nedbrydes ved lysstråler i fotosystem 2.

Acykliske bane af elektroner, der strømmer indebærer også lys fotosyntese udføres ved at omsætte de to photosystems, forbinder dem elektron-transportkæde. Lette energi elektroner leder strømmen tilbage. Under transport af fotokemisk center 1 til centret tabe 2 elektroner del af deres energi på grund af ophobning som proton potentiale på membranoverfladen tilaktoidov.

I den mørke fase af fotosyntese proces med at skabe en proton-typen potentiale i elektrontransportkæden, og operationer til dannelse af ATP i chloroplasterne er næsten identisk med samme proces i mitokondrier. Men funktioner er stadig til stede. Tilaktoidami i denne situation er mitokondrierne twist på den forkerte side. Dette er hovedårsagen til, at elektronerne og protonerne bevæger sig gennem membranen i den modsatte retning i forhold til overførsel flow i den mitokondriske membran. Elektronerne transporteres til ydersiden, og protonerne akkumuleres i det indre af matricen tilaktoidnogo. Sidste tager kun en positiv ladning, og den ydre membran tilaktoida - negativ. Heraf følger, at banen for protongradienten typen modsat vej til mitokondrier.

Et andet træk er den høje pH-værdi i potentialet af protoner.

Det tredje træk er tilstedeværelsen af kun to kæder tilaktoidnoy konjugeringssteder og som følge forholdet mellem molekyler ATP til protoner lig med 1: 3.

konklusion

I det første trin af fotosyntesen er samspillet af lysenergi (kunstige og neiskusstvennoy) fra anlægget. Reagere på stråler af grønne stof - klorofyl, hvoraf de fleste er indeholdt i bladene.

Dannelsen af ATP og NADP * H - resultatet af en sådan reaktion. Disse produkter er nødvendige for forekomsten af mørke reaktioner. Følgelig lyset fase - bindende proces, uden hvilken det vil være det andet trin - Den mørke.

Den mørke etape: essensen og særheder

Mørk fotosyntese og dens reaktion er carbondioxid procedure organisk stof for at opnå kulhydrater. Gennemførelsen af disse reaktioner forekommer i chloroplasten stroma og aktiv deltagelse af produkterne tage det første skridt af fotosyntese - lys.

I trin mørkt baseret fotosyntetiske mekanisme på processen med assimilation af kuldioxid (også kaldet fotokemisk carboxylering, Calvin cyklus), som er karakteriseret ved cyklisk. Det består af tre faser:

1. Karbonatisering - tiltrædelsen _CO2.
2. Genoprettende fase.
3. Fase regenerering ribulozodifosfat.

Ribulofosfat - sukkerarter med fem carbonatomer - egner sig til fremgangsmåden ifølge phosphorylering på bekostning af ATP, hvorved der produceres ribulozodifosfat som underkastes yderligere carboxylering ved forbindelse til _CO2 produkt med seks carbonatomer, som straks nedbrydes af omsætning med vand molekyle, hvilket skaber to molekylspecies syre phosphoglyceric . Derefter syren undergår fuldstændig restaurering i gennemførelsen af enzymatiske reaktioner, for hvilke krævede tilstedeværelsen af ATP og NADP til dannelse af en sukker til tre carbonatomer - tre-carbon-sukker, triose eller aldehyd phosphoglyceraldehyd. Når der opnås to sådanne triose kondenseret hexose molekyle, som kan være en del af stivelsesmolekylet og debugged reserve.

Denne fase slutter ved det faktum, at under fotosyntesen, absorberes af et molekyle af CO ₂ og anvende tre ATP molekyler og fire H-atomer Geksozofosfat modtagelige for reaktionerne i pentosephosphat-cyklus, hvilket resulterer i regenerering ribulozofosfata som kan genforenes med et andet molekyle af kulsyre.

Carboxylering reaktion, genvinding, kan regenerering ikke betragtes udelukkende til de specifikke celler, hvor fotosyntesen foregår. Hvad er et "ensartet" flow processer, også kan ikke sige, for der er stadig en forskel - når opsvinget proces bruger NADPH + H snarere end NAD + H.

Accession CO ₂ ribulozodifosfat undergår katalyse, som tilvejebringer ribulozodifosfatkarboksilaza. Reaktionsproduktet er 3-phosphoglycerat, udvinding på bekostning af NADPH * H2 og ATP til glyceraldehyd-3-phosphat. Reduktionsprocessen katalyseres af glyceraldehyd 3-phosphatdehydrogenase. Sidstnævnte let omdannes til dihydroxyacetonephosphat. Dannelsen fruktozobisfosfata. En del af dens molekyler er involveret i regenereringsprocessen ribulozodifosfat, lukke cyklus, og den anden del betjenes for at oprette en reserve kulhydrat i fotosyntetiske celler, det vil sige det har fotosyntese af kulhydrater.

Lys energi til phosphorylering og syntese af organiske stoffer, og energien af oxidation af organiske stoffer er påkrævet for oxidativ phosphorylering. Det er grunden til vegetationen giver liv til dyr og andre organismer, der er heterotrofe.

Fotosyntese i planteceller foregår på denne måde. Virksomhedens produkter er kulhydrater, der er nødvendige for oprettelsen af kulstof skeletter række stoffer af flora af verden, der er af organisk oprindelse.

Organisk nitrogen stoffer absorberes i typen fotosyntetiske organismer ved reduktion af uorganisk nitrat, og svovl - på grund af reduktionen af sulfater til sulfhydrylgrupper af aminosyrer. Tilvejebringer dannelsen af proteiner, nukleinsyrer, lipider, kulhydrater, cofaktorer er fotosyntese. Hvad er en "fad" af stoffer vitale for anlægget er allerede blevet fremhævet, men på de sekundære syntese produkter, der er værdifulde lægemidler (flavonoider, alkaloider, terpener, polyfenoler, steroider, orgkisloty og andre), var ikke et ord sagt. Derfor, for at ingen overdrivelse at sige, at fotosyntesen - nøglen til livet i planter, dyr og mennesker.