Fotosyntese - hva er det? stadium av fotosyntesen. Betingelser for fotosyntese

Har du noen gang lurt på hvor mye verden av levende organismer?! Og fordi alt de trenger å puste oksygen for å utvikle energi og puster ut karbondioksid. Nemlig karbondioksid - den viktigste årsaken til dette fenomenet, som innestengt rom. Det oppstår når det er mye folk, og rommet i lang tid er ikke sendt. I tillegg giftige stoffer fyller luften fasiliteter, privat bil og offentlig transport.

I lys av det foregående, er det et logisk spørsmål: hvordan kan vi ennå ikke hadde kvalt, hvis alt liv er kilden til giftig karbondioksid? Frelser av alle levende vesener i denne situasjonen fungerer som fotosyntesen. Hva er er prosessen og hva er dens nødvendighet?

Dens resultat - Balanse mellom karbondioksid og oksygen metning av luften. Denne prosessen er kjent bare for representanter for flora av verden, er det planter, som bare skjer i cellene sine.

Fotosyntese seg selv - en ekstremt komplisert prosedyre, avhengig av visse betingelser, og foregår i flere etapper.

definisjonen

I henhold til den vitenskapelige definisjonen, organiske stoffer i løpet av fotosyntesen blir omdannet til organisk på cellenivå, autotrofe organismer på grunn av utsettelse for sollys.

Å si mer forståelig språk, er fotosyntese en prosess hvor følgende skjer:

1. Anlegget er mettet med fuktighet. Kilden for fuktighet kan være vann eller fra jorden fuktig tropisk luft.
2. Det forekommer klorofyll reaksjon (spesifikk substans som er inneholdt i planten) virkningen av solenergi.
3. Utdanning viktig flora mat som de produserer på egenhånd ikke er i stand til å heterotrofe måte, mens de selv er produsenten sin. Med andre ord, planter lei av det faktum at de selv produserer. Dette er et resultat av fotosyntesen.

Step One

Nesten alle planter inneholder grønt materiale, der det kan absorbere lys. Dette stoffet er ikke mer enn en klorofyll. Beliggenheten - kloroplaster. Men kloroplaster ligger i stammen av anlegget og dets frukt. Men spesielt vanlig i naturen blad fotosyntesen. Siden sistnevnte er ganske enkel i sin struktur og har et forholdsvis stort overflateareal, noe som betyr at mengden av energi som er nødvendig for forekomst av redningsmann av prosessen vil være mye mer.

Når lyset blir absorbert av klorofyll, sistnevnte i en tilstand av spenning, og deres energi løfter overføres til andre organiske molekyler av anlegget. Det største antallet slik energi går deltakerne fotosyntesen.

trinn to

Fotosyntese Utdanning på andre stadiet ikke krever deltakelse av verden. Den består i dannelsen av kjemiske bindinger med bruk av giftige karbondioksyd som produseres fra vann og luftmasse. Også syntesen av settet av stoffer som gir muligheten til å leve flora. Disse er stivelse, glukose.

I planter slike organiske elementene for å virke som kraftkilde for de enkelte deler av anlegget, samtidig som det gir normal løpet av vitale prosesser. Disse stoffene er produsert og fauna, som bruker planter til mat. Menneskekroppen er mettet med disse stoffene gjennom næringsmidler, som inngår i det daglige kostholdet.

Hva? Hvor? Når?

Til den organiske substans i det organiske slått, er det nødvendig å tilveiebringe egnede forhold for fotosyntese. For denne prosessen er nødvendig i første omgang lyset. Vi snakker om den kunstige, og sollys. Nature vanligvis plante aktivitet er kjennetegnet ved intensiteten av våren og sommeren, det vil si, når det er et behov for å motta en stor mengde av solenergi. Kan ikke sies om høsten pore, når lysene er færre, kortere dag. Som et resultat, bladene blir gule, og deretter helt falle av. Men så snart de første våren skinne stråler av sol, grønt gress stiger umiddelbart gjenoppta sine aktiviteter klorofyll, og vil begynne aktiv utvikling av oksygen og andre næringsstoffer som er viktige natur.

fotosyntese tilstander inkluderer ikke bare nærværet av omgivende lys. Fuktighet bør også være nok. Tross alt, absorberer fuktighet anlegget først, og deretter reaksjonen starter med solenergi. Resultatet av denne prosessen og er plantenæringsprodukter.

Bare hvis det er en grønn substans fotosyntese. Hva er klorofyll, vi nevnte ovenfor. De er den slags dirigent mellom lys eller solenergi og selve anlegget, noe som sikrer forsvarlig løpet av sitt liv og aktiviteter. Grønne substanser har absorpsjonskapasitet flerhet sollys.

Det spiller en betydelig rolle og oksygen. Fotosyntese prosessen var vellykket, plantene trenger det en mye, fordi dens sammensetning inneholder bare 0,03% kullsyre. Derav ut av 20 000 ^m3 luft kan få 6 ^m3 syre. Det er den sistnevnte ingrediens - primært råmateriale for glukose, som i sin tur, er et stoff som er nødvendig for liv.

Det er to stadier av fotosyntesen. Den første kalles lyset, og den andre - den mørke.

Hva mekanisme percolation lys scene

Lyset stadium av fotosyntesen er et annet navn - foto. De viktigste aktørene i denne fasen er:

• solenergi;
• ulike pigmenter.

Med den første komponenten klart, er det sollys. Men hva er ikke pigmentene ikke kjenner hverandre. De kommer i grønn, gul, rød eller blå. For å inkludere grønne klorofyll grupper "A" og "B" til de gule og røde / blå - fykobiliner hhv. Fotokjemisk aktivitet klorofyller bare oppviser blant deltakerne i denne fasen av prosessen "A". Resten tilhører utfyllende rolle, hvor essensen - innsamling av lys kvanter og deres transport til sentrum av foto.

Siden klorofyll utstyrt med evnen til effektiv absorpsjon av solenergi med en bestemt bølgelengde følgende fotokjemiske systemer er blitt identifisert:

- Fotokjemisk senter 1 (grønt materiale "A" gruppe) - inkludert i 700 pigment absorberer lysstråler hvis lengde er omtrent 700 nm. Dette pigmentet tilhører den grunnleggende rolle i etableringen av produkter av de lette fasen av fotosyntesen.

- Fotokjemisk senter 2 (grønn stoffgruppe "B") - en del av pigmentet 680 er inkludert som absorberer lysstråler med 680 nm i lengde. Han eier Actor, som består i å fylle funksjoner av elektroner går tapt fotokjemisk sentrum 1. Dette oppnås ved hjelp av hydrolyse væske.

Ved 350- 400 molekyler av pigmenter som en konsentrert lys flukser i photosystem 1 og 2 er det bare ett molekyl av pigmentet, som er fotokjemisk aktiv - klorofyll gruppe "A".

Hva er det som skjer?

1. Det lys som absorberes av planten, har en effekt på pigmentet inneholdt deri 700, som går fra normal tilstand til en tilstand av eksitasjon. Pigment mister et elektron, noe som resulterer i en såkalt elektronhull. Videre kan pigmentet molekyl som har mistet en elektron, virke som sin akseptor, dvs. partiet aksepterer elektroner, og returnere form.

2. Fremgangsmåte ifølge fotokjemisk nedbrytning av væsken i sentrum av den lysabsorberende pigment 680 photosystem 2. Ved nedbryting av vann som dannes elektroner som opprinnelig er akseptert materiale, så som cytokrom C550, og identifisert med bokstaven Q. Deretter, ved cytokrom elektronene inn kretsbærere, og transporteres til midten en for den fotokjemiske fylle huller e, som er et resultat av inntrengning av lys kvanter og gjenopprettingen av pigmentet 700.

Det er tider når et slikt molekyl blir tilbake elektron forblir identisk. Dette vil føre til isolering av lysenergi som varme. Men nesten alltid et elektron som har en negativ ladning, kombinert med spesielle jern-svovel-proteiner, og er båret på en av kjedene eller til pigmentet 700 faller inn i en annen vektor krets og gjenforenes med konstant akseptor.

I den første utførelsesformen, er en syklisk elektrontransport lukket type, i den andre - cyklisk.

Begge prosesser fall i det første trinnet av fotokatalysering i henhold til den samme rekke av elektronbærere. Men det bør bemerkes at for den cykliske typen fotofosforylering starte og slutte samtidig transportere et Chl punkt, mens når det sykliske overgangen omfatter det å transportere stoffet grønn "B" gruppe til klorofyll "A".

Funksjoner av syklisk transport

Fosforylering av cyklisk også kalt fotosyntetisk. Som et resultat av denne prosessen fremstilles den ATP-molekylet. Grunnlaget for dette er returtransporten etter et par på hverandre følgende trinn i elektron eksiterte tilstand på pigmentet 700, hvorved energi frigjøres, den mottakende del i det fosforylerende enzym-system for ytterligere akkumulering i fosfat bånd av ATP. Det er, er energi ikke forsvunnet.

Fosforylering av cyklisk er den primære reaksjons av fotosyntesen, basert på dannelsen av kjemisk teknologi energi på kloroplast tilaktoidov membranflater ved hjelp av sollysenergi.

Uten foto fosforyleringsreaksjon av assimilasjon i den mørke fasen av foto umulig.

Nyanser transportere cyklisk typen

Fremgangsmåten består i å utvinne NADP + og NADPH dannelse av N *. Mekanismen er basert på elektronoverføring ferredoksin dens reduksjonsreaksjon og påfølgende overgang til NADP + med ytterligere reduksjon til NADP * H.

Som et resultat, elektroner som har mistet pigment 700, blir elektroner etterfylles gjennom vann som er spaltet av lysstråler i photosystem 2.

Acykliske bane av elektroner som flyter innebærer også lett fotosyntese blir utført ved å omsette sammen de to photo, forbinder dem elektrontransportkjeden. Lysenergi elektroner leder strømmen tilbake. Under transport av fotokjemiske senter 1 til midt 2 elektroner miste en del av sin energi på grunn av opphopning som proton-potensial på membranoverflaten tilaktoidov.

I den mørke fasen av foto prosessen med å skape en proton-typen potensial i elektrontransportkjeden, og operasjoner for dannelsen av ATP i kloroplastene er nesten identisk med samme prosess i mitokondriene. Men funksjonene er fortsatt til stede. Tilaktoidami i denne situasjonen er mitokondriene vri på feil side. Dette er hovedgrunnen til at elektronene og protonene beveger seg gjennom membranen i motsatt retning i forhold til overføringsstrømmen i mitokondrie-membran. Elektronene blir transportert til utsiden, og protonene blir akkumulert i det indre av matrisen tilaktoidnogo. Siste tar bare en positiv ladning, og den ytre membran tilaktoida - negativ. Av dette følger det at banen av proton gradient typen motsatt vei til mitokondriene.

Et annet trekk er den høye pH-verdi i potensialet av protoner.

Den tredje funksjon er tilstedeværelsen av bare to kjeder tilaktoidnoy konjugeringspartnere områder, og som følge av forholdet mellom molekyler av ATP til protoner lik 1: 3.

konklusjon

I det første trinnet av foto er interaksjonen av lysenergi (kunstig og neiskusstvennoy) fra anlegget. Reagere stråler av grønn materie - klorofyll, hvorav de fleste inngår i bladene.

Dannelsen av ATP og NADP * H - resultatet av en slik reaksjon. Disse produktene er nødvendig for opptreden av mørke reaksjoner. Følgelig vil lys scenen - bindingen, uten noe som vil det være det andre trinn - Det mørke.

Den mørk scene: essensen og særegenheter

Mørk fotosyntese og dens reaksjon, er carbondioxyd prosedyre organisk stoff for å oppnå karbohydrater. Implementering av disse reaksjoner finner sted i kloroplasten stroma og den aktive deltagelse av produktene ta det første trinn av fotosyntese - lys.

I trinn mørk basert fotosyntetiske mekanisme på prosessen med assimilering av karbondioksid (også kalt fotokjemisk karboksylering, Calvin syklus), som er kjennetegnet ved syklisk. Den består av tre faser:

1. Karbonatisering - tiltredelse CO _2.
2. Restorative fase.
3. Fase regenerering ribulozodifosfat.

Ribulofosfat - sukker med fem karbonatomer - gir seg til fremgangsmåten ifølge fosforylering på bekostning av ATP, for derved å produsere ribulozodifosfat som underkastes videre karboksylering ved tilkobling til CO ₂ produkt med seks karbonatomer, som øyeblikkelig spaltes ved reaksjon med vannmolekyler, og skaper to molekylarter syre phosphoglyceric . Da syren gjennomgår fullstendig restaurering ved gjennomføring av enzymatiske reaksjoner hvor det kreves nærvær av ATP og NADP for å danne et sukker til tre karbonatomer, - tre-karbon-sukker, triosefosfatdehydrogenase eller aldehyd phosphoglyceraldehyde. Når to slike triose kondensert heksose-molekylet blir oppnådd, noe som kan være en del av stivelsesmolekylet og feilsøkt reserve.

Denne fasen avsluttes ved det faktum at i løpet av fotosyntesen, blir absorbert av et molekyl av CO ₂ og ved hjelp av tre ATP-molekyler og fire H-atomer Geksozofosfat kastes reaksjonene til pentosefosfateveien syklus, noe som resulterer i regenerering ribulozofosfata som kan bli gjenforenet med et annet molekyl av karbonsyre.

Karboksylering reaksjon, gjenvinning, regenerering kan ikke anses som utelukkende til de spesifikke cellene der fotosyntesen foregår. Hva er en "uniform" strømningsprosesser, også, kan ikke si, fordi det er fortsatt en forskjell - når gjenopprettingsprosessen benytter NADPH + H i stedet for NAD + H.

Accession CO ₂ ribulozodifosfat underkastes katalyse, som gir ribulozodifosfatkarboksilaza. Reaksjonsproduktet er 3-fosfoglyserat, utvinne på bekostning av NADPH * H2 og ATP til glyseraldehyd-3-fosfat. Reduksjonsprosessen blir katalysert av glyseraldehyd 3-fosfat dehydrogenase. Den sistnevnte er lett konverteres til dihydroksyacetonfosfat. Dannelsen fruktozobisfosfata. En del av molekylene er involvert i regenereringsprosessen ribulozodifosfat, avsluttende syklus, og den andre delen drives for å skape en reserve karbohydrat i fotosyntetiske celler, dvs. at den har den fotosyntesen av karbohydrater.

Lysenergi for fosforylering og syntese av organiske stoffer, og energien til oksydasjon av organiske stoffer som er nødvendig for oksydativ fosforylering. Det er derfor vegetasjonen gir liv til dyr og andre organismer som er heterotrofe.

Fotosyntese i planteceller foregår på denne måten. Sine produkter er karbohydrater som er nødvendige for etablering av karbon skjeletter rekke stoffer av flora av verden som er av organisk opphav.

Organiske nitrogen stoffer absorberes in type fotosyntetiske organismer ved reduksjon av uorganisk nitrat, og svovel - på grunn av reduksjon av sulfater til sulfhydrylgrupper av aminosyrer. Gir dannelse av proteiner, nukleinsyrer, lipider, karbohydrater, kofaktorer er fotosyntese. Hva er en "tallerken" av stoffer vitale for anlegget har allerede vært fremhevet, men på de sekundære synteseprodukter som er verdifulle medisinske stoffer (flavonoider, alkaloider, terpener, polyfenoler, steroider, orgkisloty og andre), var ikke et ord sa. Derfor, ingen overdrivelse si at fotosyntesen - nøkkelen til livet av planter, dyr og mennesker.