Photosynthesis: kung ano ito, buod ng proseso at mga hakbang

Photosynthesis: kung ano ito, buod ng proseso at mga hakbang. Ang photosynthesis ay isang proseso ng photochemical na binubuo ng produksyon ng enerhiya sa pamamagitan ng sikat ng araw at ang pag-aayos ng carbon mula sa atmospera..

Maaari itong ibuod bilang proseso ng pagbabago ng liwanag na enerhiya sa enerhiyang kemikal. Ang termino potosintesis ay may kahulugan synthesis sa pamamagitan ng liwanag.

Ang mga halaman, algae, cyanobacteria at ilang bakterya ay nagsasagawa ng photosynthesis at tinatawag na chlorophytes, dahil mayroon silang mahalagang pigment para sa proseso, ang chlorophyll.

Ang photosynthesis ay ang pangunahing proseso ng pagbabagong-anyo ng enerhiya sa biosphere. Sinusuportahan nito ang base ng kadena ng pagkain, kung saan ang pagpapakain ng mga organikong sangkap na ibinigay ng mga berdeng halaman ay magbubunga ng pagkain para sa mga heterotroph.

Samakatuwid, Ang photosynthesis ay may kahalagahan depende sa tatlong pangunahing salik:

  • Itinataguyod ang pagkuha ng CO2 atmospheric
  • Magsagawa ng renewal ng2 atmospheric
  • Ito ang nagtutulak sa daloy ng bagay at enerhiya sa mga ecosystem.

proseso ng photosynthesis

Ang photosynthesis ay isang proseso na nangyayari sa loob ng selula ng halaman, mula sa CO2 (carbon dioxide) at H2O (tubig) bilang isang paraan upang makagawa ng glucose.

Sa buod, maaari nating linawin ang proseso ng photosynthesis tulad ng sumusunod:

AH2O at CO2 Sila ang mga sangkap na kailangan para sa photosynthesis.. Ang mga molekula ng chlorophyll ay sumisipsip ng sikat ng araw at sinisira ang H2O, pinakawalan ang O2 at hydrogen. Ang hydrogen ay nagbubuklod sa CO2 at bumubuo ng glucose.

Ang prosesong ito ay nagreresulta sa pangkalahatang equation para sa photosynthesis, na kumakatawan sa isang reaksyon ng pagbabawas ng oksihenasyon. oh2Nag-donate ito ng mga electron, tulad ng hydrogen, upang mabawasan ang CO.2 upang bumuo ng mga carbohydrate sa anyo ng glucose (CIka-6H12ElIka-6):

Ang photosynthesis ay nangyayari sa mga chloroplast, isang organelle na naroroon lamang sa mga selula ng halaman, at kung saan matatagpuan ang chlorophyll pigment, na responsable para sa berdeng kulay ng mga gulay..

Ang mga pigment ay maaaring tukuyin bilang anumang uri ng sangkap na may kakayahang sumipsip ng liwanag. Ang chlorophyll ay ang pinakamahalagang pigment sa mga halaman para sa pagsipsip ng enerhiya ng photon sa panahon ng photosynthesis. Ang iba pang mga pigment ay nakikilahok din sa proseso, tulad ng carotenoids at phycobilins.

Ang hinihigop na sikat ng araw ay may dalawang pangunahing tungkulin sa proseso ng photosynthesis:

  • Pinapataas ang paglipat ng elektron sa pamamagitan ng mga compound na nag-donate at tumatanggap ng mga electron.
  • Bumuo ng proton gradient na kinakailangan para sa synthesis ng ATP (adenosine triphosphate – enerhiya).

Gayunpaman, ang proseso ng photosynthetic ay mas detalyado at nangyayari sa dalawang hakbang, tulad ng makikita natin sa ibaba.

Mga Hakbang

Ang photosynthesis ay nahahati sa dalawang yugto: ang light phase at ang dark phase..

malinaw na yugto

Ang malinaw, photochemical o luminous na bahagi, ayon sa pangalan nito, ay mga reaksyon na nangyayari lamang sa pagkakaroon ng liwanag at nangyayari sa mga lamina ng chloroplast thylakoids..

Ang pagsipsip ng sikat ng araw at ang paglipat ng mga electron ay nangyayari sa pamamagitan ng mga photosystem, na mga hanay ng mga protina, pigment at electron carrier, na bumubuo ng isang istraktura sa thylakoid membranes ng chloroplast.

Mayroong dalawang uri ng mga photosystem, bawat isa ay may humigit-kumulang 300 molekula ng chlorophyll:

  • Photosystem I: Naglalaman ng sentro ng reaksyon P700 at mas mainam na sumisipsip ng liwanag na 700nm wavelength.
  • Photosystem II: Naglalaman ng sentro ng reaksyon P680 at sumisipsip ng liwanag na mas mabuti sa wavelength sa 680 nm.

Ang dalawang photosystem ay naka-link sa pamamagitan ng isang electron transport chain at kumikilos nang independyente ngunit komplementaryo.

Dalawang mahalagang proseso ang nagaganap sa yugtong ito: photophosphorylation at photolysis ng tubig.

photophosphorylation

Ang photophosphorylation ay karaniwang pagdaragdag ng isang P (phosphorus) sa ADP (adenosine diphosphate), na nagreresulta sa pagbuo ng ATP..

Sa sandaling makuha ng mga molekula ng antenna ng photosystem ang isang photon ng liwanag, ang enerhiya nito ay inililipat sa mga sentro ng reaksyon, kung saan matatagpuan ang chlorophyll. Kapag ang photon ay umabot sa chlorophyll, ito ay nagiging energized at naglalabas ng mga electron na dumadaan sa iba't ibang mga acceptor at nabuo, kasama ng H.2O, ATP at NADPH.

Ang photophosphorylation ay maaaring may dalawang uri:

  • acyclic photophosphorylation: Ang mga electron na inilabas ng chlorophyll ay hindi bumabalik dito ngunit sa ibang photosystem. Gumagawa ng ATP at NADPH.
  • paikot na photophosphorylation: Ang mga electron ay bumabalik sa parehong chlorophyll na naglabas sa kanila. ATP form lang.

photolysis ng tubig

Ang photolysis ng tubig ay binubuo ng pagsira sa molekula ng tubig sa pamamagitan ng enerhiya ng sikat ng araw. Ang mga electron na inilabas sa proseso ay ginagamit upang palitan ang mga electron na nawala ng chlorophyll sa photosystem II at gumawa ng oxygen na ating nilalanghap.

Samakatuwid, ang molekula ng tubig ay ang panghuling donor ng elektron.. Ang ATP at NADPH na nabuo ay gagamitin para sa synthesis ng carbohydrates mula sa CO2. Gayunpaman, ito ay mangyayari sa susunod na hakbang, ang madilim na yugto.

Madilim na yugto

Ang madilim na bahagi, ang pentose cycle o ang Calvin cycle ay maaaring mangyari sa kawalan at pagkakaroon ng liwanag at nangyayari sa stroma ng chloroplast. Sa yugtong ito, ang glucose ay mabubuo mula sa CO2. Kaya habang ang liwanag na bahagi ay nagbibigay ng enerhiya, sa madilim na bahagi ang carbon fixation ay nangyayari.

Tingnan ang buod ng kung paano nangyayari ang siklo ng Calvin:

buod ng mga yugto ng ikot ng calvin

1. Carbon fixation

  • Sa bawat pagliko ng cycle, isang molekula ng CO2 ito ay idinagdag. Gayunpaman, kailangan ng anim na buong pagliko upang makagawa ng dalawang molekula ng glyceraldehyde 3-phosphate at isang molekula ng glucose.
  • Ang anim na molekula ng limang-carbon ribulose diphosphate (RuDP) ay nagbubuklod sa anim na molekula ng CO2, na gumagawa ng 12 molecule ng phosphoglyceric acid (PGA) na may tatlong carbon.

2. Produksyon ng mga organikong compound.

  • Ang 12 molecule ng phosphoglyceric acid (PGAL) ay nabawasan sa 12 molecules ng phosphoglyceric aldehyde.

3. Pagbabagong-buhay ng ribulose diphosphate

  • Sa 12 phosphoglycerol aldehyde molecule, 10 ang nagsasama-sama upang bumuo ng 6 na RuDP molecule..
  • Ang natitirang dalawang molekula ng phosphoglycerol aldehyde ay nagsisilbi upang simulan ang synthesis ng starch at iba pang bahagi ng cellular.

Ang glucose na ginawa sa dulo ng photosynthesis ay nasira at ang enerhiya na inilabas ay nagpapahintulot sa cell metabolism na maganap.. Ang proseso ng pagbagsak ng glucose ay cellular respiration.

chemosynthesis

Hindi tulad ng photosynthesis, na nangangailangan ng liwanag upang maganap, Ang chemosynthesis ay nangyayari sa kawalan ng liwanag. Binubuo ito ng paggawa ng mga organikong bagay mula sa mga sangkap ng mineral..

Ito ay isang proseso na ginagawa lamang ng autotrophic bacteria upang makakuha ng enerhiya.