Фотосинтез: энэ юу вэ, үйл явц, үе шатуудын хураангуй

Фотосинтез: энэ юу вэ, үйл явц, үе шатуудын хураангуй. Фотосинтез нь нарны гэрлээр эрчим хүч үйлдвэрлэх, агаар мандлаас нүүрстөрөгчийг тогтоохоос бүрддэг фотохимийн процесс юм..

Үүнийг гэрлийн энергийг химийн энерги болгон хувиргах үйл явц гэж дүгнэж болно. Нөхцөл фотосинтез гэсэн утгатай гэрлээр синтез хийх.

Ургамал, замаг, цианобактери болон зарим бактери нь фотосинтез хийдэг бөгөөд тэдгээр нь үйл явцад зайлшгүй шаардлагатай пигмент болох хлорофилл агуулдаг тул хлорофит гэж нэрлэгддэг.

Фотосинтез бол биосфер дахь энерги хувирах үндсэн үйл явц юм. Энэ нь хүнсний гинжин хэлхээний суурийг дэмждэг бөгөөд ногоон ургамлаар хангадаг органик бодисоор хооллох нь гетеротрофуудын хоолыг бий болгодог.

Тиймээс, Фотосинтез нь үндсэн гурван хүчин зүйлээс шалтгаалан чухал ач холбогдолтой:

  • CO-ийн шингээлтийг дэмжинэ2 агаар мандал
  • -ийн шинэчлэлийг хийх2 агаар мандал
  • Энэ нь экосистем дэх бодис, энергийн урсгалыг жолооддог.

фотосинтезийн үйл явц

Фотосинтез нь CO-аас ургамлын эс дотор явагддаг процесс юм2 (нүүрстөрөгчийн давхар исэл) ба H2O (ус) глюкоз үүсгэх арга зам.

Дүгнэж хэлэхэд бид фотосинтезийн үйл явцыг дараах байдлаар тодруулж болно.

АХ2О ба CO2 Эдгээр нь фотосинтез хийхэд шаардлагатай бодисууд юм.. Хлорофилл молекулууд нарны гэрлийг шингээж, H2О, О-г суллаж байна2 ба устөрөгч. Устөрөгч нь CO-тай холбогддог2 ба глюкоз үүсгэдэг.

Энэ үйл явцын үр дүнд исэлдэх-багарах урвалыг илэрхийлдэг фотосинтезийн ерөнхий тэгшитгэл үүсдэг. өө2Энэ нь CO-г багасгахын тулд устөрөгч шиг электроныг өгдөг.2 глюкоз хэлбэрээр нүүрс ус үүсгэдэг (C6-рH12El6-р):

Фотосинтез нь зөвхөн ургамлын эсэд байдаг органелл болох хлоропласт, хүнсний ногооны ногоон өнгийг хариуцдаг пигмент хлорофилл байдаг..

Пигментийг гэрлийг шингээх чадвартай аливаа төрлийн бодис гэж тодорхойлж болно. Хлорофилл бол фотосинтезийн явцад фотоны энергийг шингээхэд зориулагдсан ургамлын хамгийн чухал пигмент юм. Каротиноид, фикобилин гэх мэт бусад пигментүүд мөн процесст оролцдог.

Шингээсэн нарны гэрэл нь фотосинтезийн үйл явцад хоёр үндсэн үүрэг гүйцэтгэдэг.

  • Электроныг өгч, хүлээн авдаг нэгдлүүдээр дамжуулан электрон дамжуулалтыг нэмэгдүүлдэг.
  • ATP (аденозин трифосфат - энерги) нийлэгжүүлэхэд шаардлагатай протоны градиентийг үүсгэнэ.

Гэсэн хэдий ч фотосинтезийн үйл явц нь илүү нарийвчилсан бөгөөд хоёр үе шаттайгаар явагддаг бөгөөд бид доор үзэх болно.

Алхам

Фотосинтезийг гэрлийн үе ба харанхуй үе гэж хоёр үе шатанд хуваадаг..

тодорхой үе шат

Тунгалаг, фотохимийн эсвэл гэрэлтэх үе нь түүний нэрээр тодорхойлогддог бөгөөд энэ нь зөвхөн гэрлийн дэргэд тохиолддог бөгөөд хлоропластын тилакоидын давхаргад тохиолддог урвал юм..

Нарны гэрлийг шингээх, электрон шилжүүлэх нь хлоропластын тилакоид мембранд бүтцийг бүрдүүлдэг уураг, пигмент, электрон тээвэрлэгчдийн багц болох фотосистемээр дамждаг.

Хоёр төрлийн фотосистем байдаг бөгөөд тус бүр нь 300 орчим хлорофилл молекултай.

  • Фотосистем I: П урвалын төвийг агуулдаг700 ба 700 нм долгионы урттай гэрлийг шингээх нь дээр.
  • Фотосистем II: П урвалын төвийг агуулдаг680 ба 680 нм долгионы урттай гэрлийг илүү сайн шингээдэг.

Хоёр фотосистем нь электрон тээвэрлэх гинжээр холбогддог бөгөөд бие даасан боловч бие биенээ нөхдөг.

Энэ үе шатанд хоёр чухал процесс явагддаг: фотофосфоризаци ба усны фотолиз.

фотофосфоризаци

Фотофосфоризаци нь үндсэндээ P (фосфор) -ийг ADP (аденозин дифосфат) -д нэмж, ATP үүсэхэд хүргэдэг..

Фотосистемийн антенны молекулууд гэрлийн фотоныг авах тэр мөчид түүний энерги нь хлорофилл олддог урвалын төвүүдэд шилждэг. Фотон нь хлорофиллд хүрэх үед энерги болж, өөр өөр хүлээн авагчаар дамждаг электронуудыг ялгаруулж, H-тэй хамт үүсгэдэг.2Эсвэл ATP ба NADPH.

Фотофосфоржилт нь хоёр төрлийн байж болно.

  • ациклик фотофосфоржилт: Хлорофиллээс ялгарсан электронууд түүн рүү биш харин нөгөө фотосистемийнх рүү буцдаг. ATP болон NADPH үүсгэдэг.
  • цикл фотофосфоржилт: Электронууд өөрсдийг нь гаргасан хлорофилл руу буцдаг. Зөвхөн ATP хэлбэр.

усны фотолиз

Усны фотолиз нь нарны гэрлийн энергийн нөлөөгөөр усны молекулыг задлахаас бүрдэнэ. Процессын явцад ялгарсан электронууд нь II фотосистемийн хлорофиллоор алдагдсан электронуудыг орлуулж, бидний амьсгалж буй хүчилтөрөгчийг үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг.

Тиймээс усны молекул нь эцсийн электрон хандивлагч юм.. Үүссэн ATP болон NADPH нь CO-аас нүүрс ус нийлэгжүүлэхэд ашиглагдана2. Гэсэн хэдий ч энэ нь дараагийн алхам болох харанхуй үе шатанд тохиолдох болно.

Харанхуй үе

Харанхуй фаз, пентозын мөчлөг эсвэл Калвины мөчлөг нь гэрэл байхгүй үед тохиолдож болох ба хлоропластын стромд тохиолддог. Энэ үе шатанд CO-аас глюкоз үүсдэг2. Тиймээс гэрлийн үе шат нь эрчим хүчийг өгдөг бол харанхуй үе шатанд нүүрстөрөгчийн бэхжилт үүсдэг.

Калвины мөчлөг хэрхэн явагддагийг тоймлон харна уу:

Калвины мөчлөгийн үе шатуудын хураангуй

1. Нүүрстөрөгчийн бэхжилт

  • Циклийн эргэлт бүрт нэг молекул CO2 энэ нь нэмэгдсэн байна. Гэсэн хэдий ч глицеральдегид 3-фосфатын хоёр молекул, глюкозын нэг молекулыг үйлдвэрлэхэд бүтэн зургаан эргэлт шаардлагатай.
  • Таван нүүрстөрөгчийн рибулоз дифосфатын (RuDP) зургаан молекул нь CO-ийн зургаан молекултай холбогддог.2, гурван нүүрстөрөгчтэй фосфоглицерины хүчил (PGA) 12 молекулыг үүсгэдэг.

2. Органик нэгдлүүдийн үйлдвэрлэл.

  • Фосфоглицерин хүчлийн 12 молекул (PGAL) нь фосфоглицерийн альдегидийн 12 молекул болж буурдаг.

3. Рибулоз дифосфатын нөхөн төлжилт

  • Фосфоглицерол альдегидийн 12 молекулаас 10 нь нийлж 6 RuDP молекул үүсгэдэг..
  • Фосфоглицерол альдегидийн үлдсэн хоёр молекул нь цардуул болон бусад эсийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нийлэгжилтийг эхлүүлэхэд үйлчилдэг.

Фотосинтезийн төгсгөлд үүссэн глюкоз задарч, ялгарсан энерги нь эсийн бодисын солилцоог явуулах боломжийг олгодог.. Глюкозыг задлах үйл явц нь эсийн амьсгал юм.

химосинтез

Гэрэл үүсэхэд шаардлагатай фотосинтезээс ялгаатай нь Химисинтез нь гэрэл байхгүй үед тохиолддог. Энэ нь эрдэс бодисоос органик бодис үйлдвэрлэхээс бүрдэнэ.

Энэ нь зөвхөн автотроф нянгаар эрчим хүч олж авах процесс юм.