Het jy al ooit gewonder hoeveel lewende organismes daar op die planeet is?! En hulle moet immers almal suurstof inasem om energie op te wek en koolstofdioksied uit te asem. Dit is koolstofdioksied wat die hoofoorsaak is van so 'n verskynsel soos bedompigheid in die kamer. Dit vind plaas wanneer daar baie mense daarin is, en die vertrek is vir 'n lang tyd nie geventileer nie. Boonop vul industriële fasiliteite, privaat motors en openbare vervoer die lug met giftige stowwe.
In die lig van bogenoemde, ontstaan 'n heeltemal logiese vraag: hoe het ons dan nie versmoor as alle lewe 'n bron van giftige koolstofdioksied is nie? Die redder van alle lewende wesens in hierdie situasie is fotosintese. Wat is hierdie proses en hoekom is dit nodig?
Die resultaat daarvan is die aanpassing van die balans van koolstofdioksied en die versadiging van die lug met suurstof. So 'n proses is slegs bekend aan verteenwoordigers van die wêreld van flora, dit wil sê plante, aangesien dit slegs in hul selle voorkom.
Fotosintese self is 'n uiters komplekse prosedure, afhangend van sekere toestande en wat in verskeie voorkomstadiums.
Definisie van konsep
Volgens die wetenskaplike definisie word organiese stowwe tydens fotosintese op sellulêre vlak in outotrofiese organismes in organiese stowwe omgeskakel as gevolg van blootstelling aan sonlig.
Om dit eenvoudiger te stel, fotosintese is die proses waardeur die volgende plaasvind:
- Die plant is versadig met vog. Die bron van vog kan water uit die grond of klam tropiese lug wees.
- Chlorofil ('n spesiale stof wat in plante voorkom) reageer op sonenergie.
- Die vorming van die voedsel wat nodig is vir verteenwoordigers van die flora, wat hulle nie op hul eie op 'n heterotrofiese manier kan kry nie, maar hulle self is die produsent daarvan. Met ander woorde, plante eet wat hulle produseer. Dit is die resultaat van fotosintese.
Verhoog een
Feitlik elke plant bevat 'n groen stof, waardeur dit lig kan absorbeer. Hierdie stof is niks meer as chlorofil nie. Die ligging daarvan is chloroplaste. Maar chloroplaste is geleë in die stamgedeelte van die plant en sy vrugte. Maar blaarfotosintese is veral algemeen in die natuur. Aangesien laasgenoemde redelik eenvoudig in sy struktuur is en 'n relatief groot oppervlak het, wat beteken dat die hoeveelheid energie wat benodig word vir die reddingsproses om voort te gaan, baie groter sal wees.
Wanneer lig deur chlorofil geabsorbeer word, is laasgenoemde in 'n toestand van opgewondenheid en sydra energieboodskappe na ander organiese molekules van die plant oor. Die grootste hoeveelheid van sulke energie gaan na die deelnemers in die proses van fotosintese.
stadium twee
Die vorming van fotosintese in die tweede stadium vereis nie die verpligte deelname van lig nie. Dit bestaan uit die vorming van chemiese bindings met behulp van giftige koolstofdioksied wat uit lugmassas en water gevorm word. Daar is ook 'n sintese van baie stowwe wat die noodsaaklike aktiwiteit van verteenwoordigers van die flora verseker. Dit is stysel, glukose.
In plante dien sulke organiese elemente as 'n bron van voeding vir individuele dele van die plant, terwyl dit die normale verloop van lewensprosesse verseker. Sulke stowwe word ook verkry deur verteenwoordigers van die fauna wat plante eet vir voedsel. Die menslike liggaam is versadig met hierdie stowwe deur voedsel, wat by die daaglikse dieet ingesluit is.
Wat? Waar? Wanneer?
Om organiese stowwe organies te laat word, is dit nodig om geskikte toestande vir fotosintese te verskaf. Vir die proses wat oorweeg word, is eerstens lig nodig. Ons praat van kunsmatige en sonlig. In die natuur word plantaktiwiteit gewoonlik gekenmerk deur intensiteit in die lente en somer, dit wil sê wanneer daar 'n behoefte aan 'n groot hoeveelheid sonenergie is. Wat nie gesê kan word oor die herfsseisoen nie, wanneer daar al hoe minder lig is, word die dag korter. As gevolg hiervan word die blare geel en val dan heeltemal af. Maar sodra die eerste lentestrale van die son skyn, sal groen gras opkom, hulle sal dadelik hul aktiwiteite hervat.chlorofille, en die aktiewe produksie van suurstof en ander noodsaaklike voedingstowwe sal begin.
Die voorwaardes vir fotosintese sluit meer as net lig in. Vog moet ook voldoende wees. Die plant absorbeer immers eers vog, en dan begin 'n reaksie met die deelname van sonenergie. Plantvoedsel is die resultaat van hierdie proses.
Slegs in die teenwoordigheid van groenstof vind fotosintese plaas. Wat is chlorofille, het ons reeds hierbo vertel. Hulle dien as 'n soort geleier tussen lig of sonenergie en die plant self, wat die behoorlike verloop van hul lewe en aktiwiteit verseker. Groen stowwe het die vermoë om baie van die son se strale te absorbeer.
Suurstof speel ook 'n belangrike rol. Vir die proses van fotosintese om suksesvol te wees, het plante baie daarvan nodig, aangesien dit slegs 0,03% koolsuur bevat. Dus, vanaf 20 000 m3 lug, kan jy 6 m3 suur kry. Dit is laasgenoemde stof wat die hoofbronmateriaal vir glukose is, wat op sy beurt 'n stof is wat nodig is vir lewe.
Daar is twee stadiums van fotosintese. Die eerste word lig genoem, die tweede is donker.
Wat is die meganisme van die ligverhoogvloei
Die ligstadium van fotosintese het 'n ander naam - fotochemies. Die hoofdeelnemers op hierdie stadium is:
- sonenergie;
- verskeidenheid pigmente.
Met die eerste komponent is alles duidelik, dit is sonlig. MAARdit is wat pigmente is, nie almal weet nie. Hulle is groen, geel, rooi of blou. Chlorofille van groepe "A" en "B" behoort onderskeidelik aan groen, phycobilins tot geel en rooi / blou. Fotochemiese aktiwiteit onder die deelnemers in hierdie stadium van die proses word slegs deur chlorofille "A" getoon. Die res speel 'n komplementêre rol, waarvan die essensie die versameling van ligkwanta en hul vervoer na die fotochemiese sentrum is.
Omdat chlorofil toegerus is met die vermoë om sonenergie effektief op 'n sekere golflengte te absorbeer, is die volgende fotochemiese stelsels geïdentifiseer:
- Fotochemiese sentrum 1 (groen stowwe van groep "A") - pigment 700 is ingesluit in die samestelling, absorbeer ligstrale, waarvan die lengte ongeveer 700 nm is. Hierdie pigment speel 'n fundamentele rol in die skep van produkte van die ligstadium van fotosintese.
- Fotochemiese sentrum 2 (groen stowwe van groep "B") - die samestelling sluit pigment 680 in, wat ligstrale absorbeer, waarvan die lengte 680 nm is. Hy het 'n sekondêre rol, wat bestaan uit die funksie om die elektrone wat deur die fotochemiese sentrum 1 verloor word aan te vul. Dit word bereik as gevolg van die hidrolise van die vloeistof.
Vir 350–400 pigmentmolekules wat ligstrome in fotosisteme 1 en 2 konsentreer, is daar net een molekule pigment, wat fotochemies aktief is – chlorofil van groep “A”.
Wat gaan aan?
1. Die ligenergie wat deur die plant geabsorbeer word, beïnvloed die pigment 700 wat daarin vervat is, wat van die normale toestand na die opgewekte toestand verander. Pigment verloorelektron, wat lei tot die vorming van die sogenaamde elektrongat. Verder kan die pigmentmolekule wat 'n elektron verloor het as sy aanvaarder optree, dit wil sê die kant wat die elektron ontvang, en terugkeer na sy vorm.
2. Die proses van vloeistofontbinding in die fotochemiese middelpunt van die ligabsorberende pigment 680 van fotosisteem 2. Tydens die ontbinding van water word elektrone gevorm, wat aanvanklik deur 'n stof soos sitochroom C550 aanvaar word en met die letter Q aangedui word., vanaf die sitochroom gaan die elektrone die draerketting binne en word na fotochemiese sentrum 1 vervoer om die elektrongat aan te vul, wat die gevolg was van die penetrasie van ligkwanta en die reduksieproses van pigment 700.
Daar is gevalle wanneer so 'n molekule 'n elektron terugkry wat identies is aan die vorige een. Dit sal lei tot die vrystelling van ligenergie in die vorm van hitte. Maar byna altyd kombineer 'n elektron met 'n negatiewe lading met spesiale yster-swaelproteïene en word langs een van die kettings na pigment 700 oorgedra, of gaan 'n ander draerketting binne en herenig met 'n permanente aanvaarder.
In die eerste variant is daar 'n sikliese geslote-tipe elektrontransport, in die tweede - nie-siklies.
Albei prosesse word deur dieselfde ketting elektrondraers in die eerste stadium van fotosintese gekataliseer. Maar daar moet op gelet word dat tydens fotofosforilering van die sikliese tipe, die aanvanklike en terselfdertyd die eindpunt van vervoer chlorofil is, terwyl nie-sikliese vervoer die oorgang van die groen stof van groep "B" na impliseer.chlorofil "A".
Kenmerke van sikliese vervoer
Sikliese fosforilering word ook fotosinteties genoem. As gevolg van hierdie proses word ATP-molekules gevorm. Hierdie vervoer is gebaseer op die terugkeer van elektrone in 'n opgewekte toestand na pigment 700 deur verskeie opeenvolgende stadiums, as gevolg waarvan energie vrygestel word, wat deelneem aan die werk van die fosforilerende ensiemstelsel vir die doel van verdere akkumulasie in ATP-fosfaat verbande. Dit wil sê, energie word nie verdryf nie.
Sikliese fosforilering is die primêre reaksie van fotosintese, wat gebaseer is op die tegnologie om chemiese energie op die membraanoppervlaktes van chloroplast-tilaktoïede op te wek deur die energie van sonlig te gebruik.
Sonder fotosintetiese fosforilering is assimilasiereaksies in die donker fase van fotosintese onmoontlik.
Die nuanses van vervoer van nie-sikliese tipe
Die proses bestaan uit die herstel van NADP+ en die vorming van NADPH. Die meganisme is gebaseer op die oordrag van 'n elektron na ferredoksien, sy reduksiereaksie en die daaropvolgende oorgang na NADP+ met verdere reduksie na NADPH.
Gevolglik word die elektrone wat pigment 700 verloor het, aangevul danksy die elektrone van water, wat onder ligstrale in die fotosisteem 2 ontbind.
Die nie-sikliese pad van elektrone, waarvan die vloei ook ligfotosintese impliseer, word uitgevoer deur die interaksie van beide fotosisteme met mekaar, verbind hul elektronvervoerkettings. Liggendenergie lei die vloei van elektrone terug. Wanneer dit van fotochemiese sentrum 1 na sentrum 2 vervoer word, verloor elektrone 'n deel van hul energie as gevolg van ophoping as 'n protonpotensiaal op die membraanoppervlak van tilaktoïede.
In die donker fase van fotosintese is die proses om 'n protontipe potensiaal in die elektronvervoerketting te skep en die ontginning daarvan vir die vorming van ATP in chloroplaste byna heeltemal identies aan dieselfde proses in mitochondria. Maar kenmerke is steeds teenwoordig. Tilaktoïede in hierdie situasie is mitochondria wat binne-in gedraai is. Dit is die hoofrede dat elektrone en protone oor die membraan beweeg in die teenoorgestelde rigting relatief tot die vervoervloei in die mitochondriale membraan. Elektrone word na buite vervoer, terwyl protone in die binnekant van die tilaktiese matriks opgehoop word. Laasgenoemde aanvaar slegs 'n positiewe lading, en die buitenste membraan van die tilaktoïed is negatief. Dit volg dat die pad van die protontipe gradiënt teenoorgesteld is aan sy pad in mitochondria.
Die volgende kenmerk kan 'n groot pH-vlak in die potensiaal van protone genoem word.
Die derde kenmerk is die teenwoordigheid van slegs twee vervoegingsplekke in die tiaktoïedketting en gevolglik is die verhouding van die ATP-molekule tot protone 1:3.
Gevolgtrekking
In die eerste stadium is fotosintese die interaksie van ligenergie (kunsmatig en nie-kunsmatig) met 'n plant. Groen stowwe reageer op die strale - chlorofille, waarvan die meeste in blare voorkom
Die vorming van ATP en NADPH is die gevolg van so 'n reaksie. Hierdie produkte is noodsaaklik vir donker reaksies om te voorkom. Daarom is die ligstadium 'n verpligte proses, waarsonder die tweede stadium - die donker stadium - nie sal plaasvind nie.
Donker verhoog: essensie en kenmerke
Donker fotosintese en die reaksies daarvan is die proses van koolstofdioksied in stowwe van organiese oorsprong met die produksie van koolhidrate. Die implementering van sulke reaksies vind plaas in die stroma van die chloroplast en die produkte van die eerste stadium van fotosintese - lig neem aktief daaraan deel.
Die meganisme van die donker stadium van fotosintese is gebaseer op die proses van koolstofdioksied-assimilasie (ook genoem fotochemiese karboksilering, die Calvyn-siklus), wat gekenmerk word deur siklisiteit. Bestaan uit drie fases:
- Karboksilering - byvoeging van CO2.
- Herstelfase.
- Ribulose difosfaat-regenerasiefase.
Ribulofosfaat, 'n suiker met vyf koolstofatome, word deur ATP gefosforileer, wat lei tot ribulosedifosfaat, wat verder gekarboksileer word deur te kombineer met CO2 produk met ses koolstofstowwe, wat onmiddellik ontbind wanneer interaksie met 'n watermolekule, wat twee molekulêre deeltjies van fosfogliseriensuur skep. Dan ondergaan hierdie suur 'n kursus van volledige vermindering in die implementering van 'n ensiematiese reaksie, waarvoor die teenwoordigheid van ATP en NADP nodig is om 'n suiker met drie koolstofstowwe te vorm - 'n driekoolstofsuiker, triose of aldehiedfosfogliserol. Wanneer twee sulke trioses kondenseer, word 'n heksosemolekule verkry, wat 'n integrale deel van die styselmolekule kan word en in reserwe ontfout kan word.
Hierdie fase eindig met die absorpsie van een CO-molekule tydens die proses van fotosintese2 en die gebruik van drie ATP-molekules en vier H-atome. Heksosefosfaat leen hom tot die reaksies van die pentosefosfaatsiklus word die gevolglike ribulosefosfaat geregenereer, wat met 'n ander koolsuurmolekule kan herkombineer.
Reaksies van karboksilering, herstel, regenerasie kan nie eksklusief genoem word vir die sel waarin fotosintese plaasvind nie. Jy kan ook nie sê wat 'n "homogene" verloop van prosesse is nie, aangesien die verskil steeds bestaan - tydens die herstelproses word NADPH gebruik, en nie OORH nie.
Die byvoeging van CO2 deur ribulosedifosfaat word deur ribulosedifosfaatkarboksilase gekataliseer. Die reaksieproduk is 3-fosfogliseraat, wat deur NADPH2 en ATP tot gliseraldehied-3-fosfaat gereduseer word. Die reduksieproses word deur gliseraldehied-3-fosfaatdehidrogenase gekataliseer. Laasgenoemde word maklik omgeskakel na dihidroksiesetoonfosfaat. fruktose bisfosfaat word gevorm. Sommige van sy molekules neem deel aan die regenereerproses van ribulosedifosfaat, wat die siklus sluit, en die tweede deel word gebruik om koolhidraatreserwes in fotosinteseselle te skep, dit wil sê, koolhidraatfotosintese vind plaas.
Ligenergie is nodig vir fosforilering en sintese van organiese stowweoorsprong, en die energie van oksidasie van organiese stowwe is nodig vir oksidatiewe fosforilering. Daarom verskaf plantegroei lewe vir diere en ander organismes wat heterotrofies is.
Fotosintese in 'n plantsel vind op hierdie manier plaas. Die produk is koolhidrate, wat nodig is om die koolstofskelette van baie stowwe van die verteenwoordigers van die wêreld van flora te skep, wat van organiese oorsprong is.
Stowwe van die stikstof-organiese tipe word in fotosintetiese organismes geassimileer as gevolg van die reduksie van anorganiese nitrate, en swael - as gevolg van die reduksie van sulfate na sulfhidrielgroepe van aminosure. Verskaf die vorming van proteïene, nukleïensure, lipiede, koolhidrate, kofaktore, naamlik fotosintese. Wat 'n "assortiment" van stowwe is, is noodsaaklik vir plante, is reeds beklemtoon, maar nie 'n woord is gesê oor die produkte van sekondêre sintese nie, wat waardevolle medisinale stowwe is (flavonoïede, alkaloïede, terpene, polifenole, steroïede, organiese sure en ander). Daarom kan ons sonder oordrywing sê dat fotosintese die sleutel tot die lewe van plante, diere en mense is.
