Фотосинтез: ин чист, хулосаи раванд ва қадамҳо

Фотосинтез: ин чист, хулосаи раванд ва қадамҳо. Фотосинтез як раванди фотохимиявӣ мебошад, ки аз тавлиди энергия тавассути нури офтоб ва пайвастани карбон аз атмосфера иборат аст..

Онро метавон ҳамчун раванди табдил додани энергияи нур ба энергияи химиявӣ ҷамъбаст кард. Истилоҳот фотосинтез ҳамчун маъно дорад синтез бо нур.

Растаниҳо, алгҳо, цианобактерияҳо ва баъзе бактерияҳо фотосинтез мекунанд ва хлорофитҳо номида мешаванд, зеро онҳо барои раванд пигменти муҳими хлорофилл доранд.

Фотосинтез раванди асосии табдили энергия дар биосфера мебошад. Он заминаи занҷири ғизоро дастгирӣ мекунад, ки дар он ғизо бо моддаҳои органикии аз ҷониби растаниҳои сабз таъминшуда барои гетеротрофҳо ғизо истеҳсол мекунад.

Аз ин рӯ, фотосинтез вобаста ба се омили асосӣ аҳамияти худро дорад:

  • Ба гирифтани CO мусоидат мекунад2 атмосфера
  • Иҷрои навсозии2 атмосфера
  • Он ҷараёни материя ва энергияро дар экосистемаҳо пеш мебарад.

раванди фотосинтез

Фотосинтез равандест, ки дар дохили ҳуҷайраи растанӣ аз CO рух медиҳад2 (диоксиди карбон) ва H2О (об) ҳамчун роҳи тавлиди глюкоза.

Хулоса, мо метавонем раванди фотосинтезро ба таври зерин равшан кунем:

Аҳ2О ва КО2 Онҳо моддаҳое мебошанд, ки барои фотосинтез заруранд.. Молекулаҳои хлорофилл нури офтобро ба худ мегиранд ва H2О, озод кардани О2 ва гидроген. Гидроген ба CO пайваст мешавад2 ва глюкозаро ба вуҷуд меорад.

Ин раванд ба муодилаи умумии фотосинтез оварда мерасонад, ки реаксияи оксидшавиро ифода мекунад. оҳ2Он электронҳоро ба монанди гидроген медиҳад, то COXNUMX-ро коҳиш диҳад.2 барои ташаккули карбогидратҳо дар шакли глюкоза (C6-умH12El6-ум):

Фотосинтез дар хлоропластҳо рух медиҳад, як органелл танҳо дар ҳуҷайраҳои растанӣ мавҷуд аст ва дар он ҷо хлорофилл пигментӣ мавҷуд аст, ки барои ранги сабзи сабзавот масъул аст..

Пигментҳоро метавон ҳамчун ҳама гуна моддае муайян кард, ки қодир ба ҷабби нур аст. Хлорофилл муҳимтарин пигмент дар растаниҳо барои азхудкунии энергияи фотон ҳангоми фотосинтез мебошад. Дигар пигментҳо низ дар раванд иштирок мекунанд, ба монанди каротиноидҳо ва фикобилинҳо.

Нури офтоби азхудшуда дар раванди фотосинтез ду вазифаи асосиро дорад:

  • Интиқоли электронҳоро тавассути пайвастагиҳое, ки электронҳо медиҳанд ва қабул мекунанд, зиёд мекунад.
  • Эҷоди градиенти протоне, ки барои синтези ATP лозим аст (аденозинтрифосфат - энергия).

Аммо, раванди фотосинтетикӣ муфассалтар аст ва дар ду марҳила сурат мегирад, ки мо дар зер мебинем.

Қадамҳо

Фотосинтез ба ду марҳила тақсим мешавад: марҳилаи рӯшноӣ ва марҳилаи торик..

марҳилаи равшан

Фазаи шаффоф, фотохимиявӣ ё равшанӣ, тавре ки номаш онро муайян мекунад, реаксияҳое мебошанд, ки танҳо дар ҳузури рӯшноӣ ба амал меоянд ва дар қабатҳои тилакоидҳои хлоропласт ба амал меоянд..

Азхудкунии нури офтоб ва интиқоли электронҳо тавассути фотосистемаҳо, ки маҷмӯи сафедаҳо, пигментҳо ва интиқолдиҳандагони электрон мебошанд, ки дар мембранаҳои тилакоидҳои хлоропласт сохтор ташкил медиҳанд, ба амал меоянд.

Ду намуди фотосистема мавҷуданд, ки ҳар яки онҳо тақрибан 300 молекулаи хлорофилл доранд:

  • Фотосистема I: дорои маркази реаксияи P700 ва беҳтараш нури дарозии мавҷи 700 нмро бирӯяд.
  • Фотосистемаи II: дорои маркази реаксияи P680 ва нури дарозии мавҷро дар 680 нм беҳтар мегирад.

Ду фотосистема бо занҷири интиқоли электронҳо пайвастанд ва мустақилона амал мекунанд, аммо якдигарро пурра мекунанд.

Дар ин марҳила ду раванди муҳим рух медиҳад: фотофосфоризатсия ва фотолизи об.

фотофосфоризатсия

Фотофосфоризатсия асосан илова кардани Р (фосфор) ба ADP (аденозиндифосфат) мебошад, ки дар натиҷа АТФ ба вуҷуд меояд..

Вақте ки молекулаҳои антеннаи фотосистема як фотони рӯшноиро мегиранд, энергияи он ба марказҳои реаксия интиқол дода мешавад, ки дар он ҷо хлорофилл пайдо мешавад. Вақте ки фотон ба хлорофилл мерасад, он энергия мегирад ва электронҳоеро хориҷ мекунад, ки тавассути аксепторҳои гуногун мегузаранд ва дар якҷоягӣ бо H ба вуҷуд меоянд.2Ё, ATP ва NADPH.

Фотофосфоризатсия метавонад ду намуд бошад:

  • фотофосфоризатсияи ациклӣ: Электронҳое, ки хлорофилл баровардаанд, ба он не, балки ба фотосистемаи дигар бармегарданд. ATP ва NADPH истеҳсол мекунад.
  • фотофосфоризатсияи даврӣ: Электронҳо ба ҳамон хлорофилл бармегарданд, ки онҳоро озод кардааст. Танҳо шакли ATP.

фотолизи об

Фотолизи об аз шикастани молекулаи об бо энергияи нури офтоб иборат аст. Электронҳое, ки дар ин раванд хориҷ мешаванд, барои иваз кардани электронҳои аз хлорофилл дар фотосистемаи II гумшуда истифода мешаванд ва оксигенеро, ки мо нафас мекашем, тавлид мекунанд.

Аз ин рӯ, молекулаи об донори ниҳоии электрон мебошад.. ATP ва NADPH ҳосилшуда барои синтези карбогидратҳо аз CO истифода мешаванд2. Аммо, ин дар қадами оянда, марҳилаи торик рӯй медиҳад.

Марҳилаи торик

Марҳилаи торикӣ, давраи пентозӣ ё давраи Калвин метавонад дар сурати набудани нур ва мавҷудияти рӯшноӣ рух диҳад ва дар стромаи хлоропласт ба амал меояд. Дар ин марҳила глюкоза аз СО ба вуҷуд меояд2. Ҳамин тавр, дар ҳоле ки марҳилаи рӯшноӣ энергияро таъмин мекунад, дар марҳилаи торик фиксияи карбон ба амал меояд.

Бубинед, ки чӣ тавр давраи Калвин рух медиҳад:

Хулосаи марҳилаҳои давраи Калвин

1. Таъмини карбон

  • Дар ҳар як гардиши давра як молекулаи CO2 илова карда мешавад. Аммо, барои тавлиди ду молекулаи глицералдегид 3-фосфат ва як молекулаи глюкоза шаш гардиши пурра лозим аст.
  • Шаш молекулаи дифосфати панҷ карбон рибулоза (RuDP) ба шаш молекулаи CO пайваст мешаванд2, истеҳсоли 12 молекулаи кислотаи фосфоглицерин (PGA) бо се карбон.

2. Истеҳсоли пайвастагиҳои органикӣ.

  • 12 молекулаи кислотаи фосфоглицерин (PGAL) ба 12 молекулаи альдегиди фосфоглицерин кам карда мешаванд.

3. Регенератсияи дифосфати рибулоза

  • Аз 12 молекулаи альдегиди фосфоглицерин 10-тоаш якчоя шуда, 6 молекулаи РуДП-ро ташкил медиханд..
  • Ду молекулаи боқимондаи альдегиди фосфоглицерин барои оғоз кардани синтези крахмал ва дигар ҷузъҳои ҳуҷайра хизмат мекунанд.

Глюкозае, ки дар охири фотосинтез тавлид мешавад, шикаста мешавад ва энергияи ҷудошуда имкон медиҳад, ки мубодилаи ҳуҷайраҳо ба амал ояд.. Раванди шикастани глюкоза нафаскашии ҳуҷайра мебошад.

химосинтез

Баръакси фотосинтез, ки ба рӯшноӣ ниёз дорад, химосинтез дар сурати набудани нур ба амал меояд. Он аз истехсоли моддахои органики аз моддахои минералй иборат аст..

Ин равандест, ки танҳо аз ҷониби бактерияҳои автотрофӣ барои ба даст овардани энергия анҷом дода мешавад.