Fotosintese - wat is dit? Stadiums van fotosintese. Voorwaardes van fotosintese

Het jy al ooit gewonder hoeveel die wêreld van lewende organismes?! En omdat alles wat hulle nodig het om suurstof inasem om energie te ontwikkel en uitasem koolstofdioksied. Naamlik koolstofdioksied - die hoofoorsaak van hierdie verskynsel, soos die bedompige kamer. Dit vind plaas wanneer daar is 'n klomp mense, en die ruimte vir 'n lang tyd is nie uitgesaai. Daarbenewens, gifstowwe vul die lug fasiliteite, private motor en openbare vervoer.

In die lig van die voorafgaande, is daar 'n logiese vraag: hoe kan ons nog nie versmoor, as al die lewe is die bron van giftige koolstofdioksied? Verlosser van alle lewende wesens in hierdie situasie optree as fotosintese. Wat is die proses en wat is die noodsaaklikheid?

Sy gevolg - Balans van koolstofdioksied en suurstof saturasie van die lug. Hierdie proses staan bekend net aan verteenwoordigers van die flora van die wêreld, is daar plante, as net gebeur in hul selle.

Fotosintese self - 'n uiters ingewikkelde proses, afhangende van sekere voorwaardes, en vind plaas in verskeie stadiums.

die definisie

Volgens die wetenskaplike definisie, organiese stowwe in die loop van fotosintese is omskep in 'n organiese op die sellulêre vlak, outotrofiese organismes as gevolg van blootstelling aan die son lig.

Om te sê meer verstaanbare taal, fotosintese is 'n proses waarin die volgende voorkom:

1. Die plant is versadig met vog. Die bron van vog kan water of uit die grond klam tropiese lug wees.
2. Dit kom chlorofil reaksie (spesifieke stof wat in die plant) die effek van sonenergie.
3. Onderwys noodsaaklik flora kos wat hulle produseer op hul eie is nie in staat om heterotrofiese manier, terwyl hulle self sy vervaardiger. Met ander woorde, is plante gevoed deur die feit dat hulle hulself te produseer. Dit is die gevolg van fotosintese.

stap Een

Feitlik elke plant bevat groen materiaal, waardeur dit lig kan absorbeer. Hierdie stof is nie meer as 'n chlorofil. Sy plek - chloroplaste. Maar die chloroplaste is geleë in die stam van die plant en die vrug daarvan. Maar veral algemeen in die natuur blaar fotosintese. Sedert die laaste is eenvoudig in sy struktuur en het 'n relatief groot oppervlakte, wat beteken dat die volume van energie wat nodig is vir die voorkoms van die redder van die proses baie meer sal wees.

Wanneer lig word geabsorbeer deur chlorofil, laasgenoemde in 'n staat van opwinding, en hul energie beloftes oorgedra word na ander organiese molekules van die plant. Die grootste getal van sodanige energie gaan deelnemers fotosintese proses.

stap twee

Fotosintese Opvoedkunde aan die tweede fase nie die deelname van die wêreld nodig het. Dit bestaan in die vorming van chemiese bindings met die gebruik van giftige koolstofdioksied geproduseer van water en lug massa. Ook die sintese van die stel van stowwe wat die vermoë het om flora lewe te voorsien. Dit is stysel, glukose.

In plante op te tree soos organiese elemente as die kragbron vir die individuele dele van die plant, terwyl die verskaffing van die normale verloop van kardinale prosesse. Hierdie stowwe word geproduseer en fauna, wat plante gebruik om te eet. Die menslike liggaam is deurdrenk met hierdie stowwe deur middel van kos, wat ingesluit is in die daaglikse dieet.

Wat? Waar? Wanneer?

Om die organiese stof in die organiese draai, is dit nodig om toepaslike voorwaardes vir fotosintese verskaf. Vir hierdie proses is nodig in die eerste plek die lig. Ons praat oor die kunsmatige, en sonlig. Aard gewoonlik plant aktiwiteit word gekenmerk deur die intensiteit van die lente en somer, dit is, wanneer daar 'n behoefte aan 'n groot bedrag van sonenergie ontvang. Kan nie gesê word oor die herfs porie, wanneer die ligte is minder, korter dag. As gevolg hiervan, die blare geel, en dan heeltemal val af. Maar so gou as die eerste lente skyn strale van die son, groen gras styg onmiddellik hervat sy werksaamhede chlorophylls, en sal aktiewe ontwikkeling van suurstof en ander voedingstowwe, wat noodsaaklik aard is begin.

fotosintese toestande sluit nie net die teenwoordigheid van omgevingslicht. Vog moet ook genoeg wees. Na alles, die plant absorbeer vog eerste, en dan begin die reaksie met sonkrag. Die gevolg van hierdie proses en is plantvoeding produkte.

Slegs as daar 'n groen stof fotosintese. Wat is chlorofil, bogenoemde ons. Hulle is die soort van dirigent tussen die lig of sonkrag en die plant self, om te verseker behoorlike loop van hul lewens en aktiwiteite. Groen stowwe het absorpsie kapasiteit pluraliteit sonlig.

Dit speel 'n belangrike rol en suurstof. Om fotosintese proses suksesvol was, die plante nodig het 'n baie, want die samestelling daarvan bevat slegs 0,03% koolsuur. Vandaar, uit 20 000 m ^{3 van} lug kan kry 6 m ³ suur. Dit is die laaste bestanddeel - primêre grondstof vir glukose, wat op sy beurt, is 'n stof wat nodig is vir die lewe.

Daar is twee fases van fotosintese. Die eerste is die lig geroep het, en die tweede - die donker.

Wat meganisme perkolasie lig stadium

Die lig stadium van fotosintese is 'n ander naam - fotochemiese. Die belangrikste deelnemers in hierdie fase is:

• sonkrag;
• verskillende pigmente.

Met die eerste komponent duidelik, dit is sonlig. Maar wat is die pigmente weet nie elke. Hulle kom in groen, geel, rooi of blou. Om groen chlorophylls groepe sluit in "A" en "B" tot die geel en rooi / blou - fikobiliene onderskeidelik. Fotochemiese aktiwiteit chlorophylls net uitstalling onder die deelnemers in hierdie stadium van die proses "A". Die res behoort aan die aanvullende rol, die essensie van wat - die versameling van ligkwanta en hul vervoer na die sentrum van fotochemiese.

Sedert chlorofil toegerus met die vermoë doeltreffende absorpsie van sonenergie met 'n spesifieke golflengte volgende fotochemiese stelsels is geïdentifiseer:

- fotochemiese sentrum 1 (groen saak "A" groep) - ingesluit in die 700 pigment absorbeer ligstrale waarvan die lengte is ongeveer 700 nm. Dit pigment behoort aan die fundamentele rol in die skepping van produkte van die lig verhoog van fotosintese.

- fotochemiese sentrum 2 (groen stof groep "B") - 'n deel van die pigment 680 ingesluit wat ligstrale van 680 Nm in lengte absorbeer. Hy besit akteur, wat bestaan in te vul funksies van elektrone verloor fotochemiese sentrum 1. Dit word bereik deur hidrolise vloeistof.

By 350- 400 molekules van pigmente wat 'n gekonsentreerde lig strome in fotosisteem 1 en 2 het net een molekule van die pigment, wat foto chemiese aktiewe - chlorofil groep "A".

Wat gaan aan?

1. Die ligenergie geabsorbeer word deur die plant, het 'n uitwerking op die pigment daarin 700 vervat, wat pas uit die normale toestand na 'n toestand van opwekking. Pigment verloor 'n elektron, wat lei tot 'n sogenaamde elektron gat. Verder kan die pigment molekule wat 'n elektron verloor het, op te tree as sy akseptor, dit wil sê, die party aanvaar elektrone, en die standaard van die vorm.

2. Die proses van fotochemiese ontbinding van die vloeistof in die middel van die lig absorbeer pigment 680 fotosisteem 2. By ontbinding van water gevorm elektrone wat oorspronklik materiaal Dan aanvaar soos sitochroom C550, en geïdentifiseer deur die brief V., deur die sitochroom elektrone betree die kring draers en vervoer word na die sentrum 1 vir die fotochemiese vul gate e, wat is die gevolg van die penetrasie van ligkwanta en die herstelproses van die pigment 700.

Daar is tye wanneer so 'n molekule kry terug elektron identies bly. Dit sal lei tot die isolasie van ligenergie as hitte. Maar byna altyd 'n elektron met 'n negatiewe lading, tesame met 'n spesiale yster-swael proteïene en gedryf word een van die kettings of om die pigment 700 val in 'n ander vektor kring en herenig met 'n konstante akseptor.

In die eerste verpersoonliking, daar is 'n sikliese elektronoordrag geslote tipe, in die tweede - sikliese.

Beide prosesse val in die eerste stap van fotosintese onder kataliseer dieselfde ketting van elektrondraers. Maar dit moet op gelet word dat vir die sikliese aard fotofosforilering begin en eindig gelyktydig vervoer 'n CHL punt, terwyl wanneer die sikliese oorgang behels die vervoer van stof groen "B" groep om chlorofil "A".

Kenmerke van sikliese vervoer

Fosforilering van sikliese ook genoem fotosintetiese. As gevolg van hierdie proses geproduseer die ATP molekule. Die basis van hierdie is die terugkeer vervoer na 'n paar opeenvolgende stadiums in die elektron opgewekte toestand op die pigment 700, waardeur energie vrygestel word, die ontvangs deel in die phosphorylating ensiemsisteem om verdere akkumulasie in die fosfaat effekte van ATP. Dit is, energie nie verkwis.

Fosforilering van sikliese is die primêre reaksie van fotosintese, gebaseer op die vorming van chemiese tegnologie energie op chloroplast tilaktoidov membraan oppervlaktes met behulp van sonligenergie.

Sonder fotosintetiese fosforilering reaksie van assimilasie in die donker fase van fotosintese onmoontlik.

Nuanses vervoer noncyclic tipe

Die proses bestaan in die herstel NADP + en NADPH vorming van N *. Die meganisme is gebaseer op elektronoordrag ferredoxin sy reduksie reaksie en die daaropvolgende oorgang na NADP + met verdere verlaging na NADP * H.

As gevolg hiervan, elektrone wat pigment 700 verloor het, word elektrone aangevul deur water wat ontbind deur ligstrale in fotosisteem 2.

Asikliese pad van elektrone wat vloei beteken ook lig fotosintese word uitgevoer deur die twee photosystems saam reageer gedra, verbind hulle elektron-transport ketting. Ligenergie elektrone gelas die vloei terug. Tydens vervoer van fotochemiese sentrum 1 tot die sentrum te verloor 2 elektrone deel van hul energie as gevolg van die opeenhoping as proton potensiaal op die membraan oppervlak tilaktoidov.

In die donker fase van fotosintese proses van die skep van 'n proton-tipe potensiaal in elektrontransportketting, en bedrywighede vir die vorming van ATP in die chloroplaste is byna identies met dieselfde proses in mitochondria. Maar kenmerke is steeds teenwoordig. Tilaktoidami in hierdie situasie is die mitochondria kinkel aan die verkeerde kant. Dit is die hoofrede dat die elektrone en die protone te beweeg deur die membraan in die teenoorgestelde rigting met betrekking tot die oordrag vloei in die mitochondriale membraan. Die elektrone word vervoer na buite, en die protone opgehoopte in die binneland van die matriks tilaktoidnogo. Laaste neem slegs 'n positiewe lading, en die buitenste membraan tilaktoida - negatief. Hieruit volg dat die pad van die proton gradiënt tipe teenoorgestelde pad na mitochondria.

Nog 'n kenmerk is die hoë pH in die potensiaal van protone.

Die derde kenmerk is die teenwoordigheid van slegs twee kettings tilaktoidnoy vervoeging webwerwe en as 'n gevolg van die verhouding van molekules van ATP te protone gelyk aan 1: 3.

gevolgtrekking

In die eerste stap van fotosintese is die interaksie van ligenergie (kunsmatige en neiskusstvennoy) van die plant. Reageer op die strale van groen saak - chlorofil, waarvan die meeste is vervat in die blare.

Die vorming van ATP en NADP * H - die gevolg van so 'n reaksie. Hierdie produkte is wat nodig is vir die voorkoms van donker reaksies. Gevolglik is die lig stadium - Die donker - bindende proses, waarsonder dit sal die tweede stap wees.

Die donker stadium: die essensie en eienaardighede

Donker fotosintese en sy reaksie is koolstofdioksied prosedure organiese stof tot koolhidrate te verkry. Implementering van hierdie reaksies plaasvind in die chloroplast stroma en die aktiewe deelname van die produkte te neem die eerste stap van fotosintese - lig.

In stap donker gebaseer fotosintetiese meganisme op die proses van assimilasie van koolstofdioksied (ook bekend as fotochemiese karboksilering, Calvin siklus), wat gekenmerk word deur sikliese. Dit bestaan uit drie fases:

1. Karbonering - toetreding CO _2.
2. Herstellende fase.
3. Fase herlewing ribulozodifosfat.

Ribulofosfat - suikers met vyf koolstofatome - leen hom tot die prosedure van fosforilering ten koste van ATP en sodoende ribulozodifosfat wat verder aan karboksilering onderwerp deur verbinding met die CO ₂ produk met ses koolstowwe, wat onmiddellik ontbind deur reaksie met water molekule, die skep van twee molekulêre spesies suur phosphoglyceric vervaardiging . Toe die suur ondergaan volledige herstel in die implementering van ensiemreaksies waarvoor vereis die teenwoordigheid van ATP en NADP om 'n suiker te vorm tot drie koolstowwe - drie-koolstof suiker, triose of aldehied phosphoglyceraldehyde. Wanneer twee sulke triose verkorte heksose molekule verkry, kan wat nie deel van die stysel molekule en ontfout reservaat.

Hierdie fase eindig deur die feit dat gedurende die fotosintese proses, geabsorbeer word deur een molekule van CO ₂ en die gebruik van drie ATP molekules en vier H atome Geksozofosfat ontvanklik is vir die reaksies van die pentosefosfaat siklus, wat lei tot wedergeboorte ribulozofosfata wat kan herenig met 'n ander molekuul van koolsuur.

Karboksilering reaksie, herstel, kan herstel nie oorweeg word uitsluitlik vir die spesifieke selle waar fotosintese plaasvind. Wat is 'n "uniform" vloei prosesse, ook kan nie sê nie, want daar is nog 'n verskil - wanneer die herstelproses gebruik NADPH + H eerder as NAD + H.

Toetreding CO ₂ ribulozodifosfat ondergaan katalise, wat ribulozodifosfatkarboksilaza bied. Die reaksie produk is 3-fosfogliseraat, herstel ten koste van NADPH * H2 en ATP te gliseraldehied-3-fosfaat. Die vermindering proses is gekataliseer deur gliseraldehied 3-fosfaat dehidrogenase. Laasgenoemde is maklik omskep in dihydroxyacetone fosfaat. Die vorming fruktozobisfosfata. Deel van die molekule betrokke in die wedergeboorte proses ribulozodifosfat, die sluiting van die siklus, en die tweede deel word bedryf om 'n reserwe koolhidrate te skep in fotosintetiese selle, dit wil sê dit het die fotosintese van koolhidrate.

Ligenergie nodig is vir fosforilering en sintese van organiese stowwe, en die energie van oksidasie van organiese stowwe benodig word vir oksidatiewe fosforilering. Dit is waarom die plantegroei bied lewe om diere en ander organismes wat heterotrofies is.

Fotosintese in plantselle plaasvind op hierdie manier. Sy produkte is koolhidrate wat nodig is vir die skepping van koolstofskelette verskeidenheid van stowwe van flora van die wêreld wat van organiese oorsprong.

Organiese stikstof stowwe geabsorbeer in tipe fotosintetiese organismes deur die vermindering van anorganiese nitraat en swael - as gevolg van die vermindering van sulfate te sulfhidrielgroepe van aminosure. Bied die vorming van proteïene, nukleïensure, lipiede, koolhidrate, ko-faktore is fotosintese. Wat is 'n "skottel" van stowwe noodsaaklik vir die plant is reeds beklemtoon, maar op die sekondêre sintese produkte wat waardevolle medisinale stowwe (flavonoïede, alkaloïede, terpene, polifenole, steroïede, orgkisloty en ander) is, is nie 'n woord gesê. Dus, geen oordrywing om te sê dat fotosintese - die sleutel tot die lewe van plante, diere en mense.