Fotosintezo - kio ĝi estas? stadio de fotosintezo. Kondiĉoj de fotosintezo

Ĉu vi iam scivolis kiom la mondo de vivantaj organismoj?! Kaj ĉar ĉiuj ili bezonas spiri oksigenon por evoluigi energion kaj exhale karbona dioksido. Nome karbona dioksido - la ĉefa kaŭzo de tiu fenomeno, kiel la sufoka ĉambro. Ĝi okazas kiam estas multaj homoj, kaj la ĉambro de longe ne aerumis. Krome, toksaj substancoj plenigi la aeron instalaĵoj, privata aŭto kaj publika transporto.

Konsiderante la supre menciitaj, estas logika demando: kiel ni ankoraŭ ne sufokis, se ĉiuj la vivo estas la fonto de venenaj karbona dioksido? Savanto de cxiuj vivantaj estaĵoj en tiu situacio agas kiel fotosintezo. Kio estas la procezo kaj kio estas ĝia neceso?

Lia rezulto - Ekvilibro de karbona dioksido kaj oksigeno saturo de la aero. Tiu procezo estas konata nur al reprezentantoj de la flaŭro de la mondo, estas plantoj, kiel okazas nur en siaj ĉeloj.

Fotosintezo mem - ekstreme komplika procedo, depende de certaj kondiĉoj, kaj ĝi okazas en pluraj stadioj.

la difino

Laŭ la scienca difino, organikaj substancoj en la kurso de la fotosintezo estas konvertita en organikajn al ĉela nivelo, autótrofos organismoj pro ekspozicio al suno lumo.

Diri pli komprenebla lingvo, fotosintezo estas procezo en kiu la jenan okazas:

1. La planto estas saturita de malsekeco. La fonto de humideco povas esti akvo aŭ de la grundo humidaj tropikaj aero.
2. Ĝi okazas klorofilo reago (specifa substanco kiu estas enhavita en la planto) la efiko de la suna energio.
3. Edukado esenca flaŭro manĝaĵo kiun ili produktas en sia propra ne povas heterótrofos vojo, ili mem estas lia fabrikanto. Alivorte, plantoj estas manĝigataj de la fakto, ke ili mem produktas. Ĉi tiu estas la rezulto de la fotosintezo.

paŝo Unu

Preskaŭ nenia enhavas verdan materialo, por kiu povas sorbi lumon. Tiu substanco estas ne pli ol klorofilo. Lia ubicación - cloroplastos. Sed la cloroplastos estas lokitaj en la trunko de la planto kaj ĝia frukto. Sed speciale komuna en naturo folio fotosintezo. Ekde la lasta estas sufiĉe simpla en ĝia strukturo kaj havas relative grandan surfacareon, kio signifas, ke la volumeno de energio necesa por la okazo de savanto de la procezo estos multe pli.

Kiam lumo estas sorbita de klorofilo, la lasta en stato de ekscitiĝo, kaj la energio promesoj transdonita al aliaj organikaj molekuloj de la planto. La plej granda nombro de tiaj energio iras partoprenantoj fotosintezo procezo.

paŝo du

Fotosintezo Edukado ĉe la dua stadio ne postulas la partoprenon de la mondo. Ĝi konsistas en la formado de kemiaj ligoj kun la uzo de venena karbondioksido produktita de akvo kaj aero maso. Ankaŭ la sintezo de la aro de substancoj kiuj provizas la kapablon por vivi flaŭro. Ĉi tiuj estas amelo, glukozo.

En plantoj kiel ekzemple organikaj elementoj agas kiel la energifonto por la individuaj partoj de la planto, dum havigi la normala kurso de esencaj procezoj. Ĉi tiuj substancoj estas produktataj kaj faŭno, kiu uzas plantojn por manĝaĵo. La homa korpo estas saturita de ĉi tiuj substancoj tra manĝaĵo, kiu estas inkluzivita en la ĉiutaga dieto.

Kio? Kie? Kiam?

Al la organika substanco en la organika turnis, necesas provizi taŭgajn kondiĉojn por fotosintezo. Por ĉi procezo estas necesa en la unua loko la lumo. Ni parolas pri la artefarita, kaj sunlumo. Naturo kutime planto aktiveco estas karakterizita de la intenseco de la fonto kaj somero, tio estas, kiam estas bezono por ricevi grandan kvanton de suna energio. Ne eblas diri pri la aŭtuno poro, kiam la lumoj estas malpli multaj, malpli longa tago. Rezulte, la folioj flaviĝas, kaj tiam tute defali. Sed tuj kiam la unua printempa brilas radioj de la suno, verda herbo levas tuj rekomenci liajn agadojn klorofilojn kaj komencos aktiva disvolviĝo de oksigeno kaj aliaj nutrientes, kiuj estas nemalhaveblaj naturo.

fotosintezo kondiĉoj inkludas ne nur la ĉeesto de lumo medio. Malsekeco ankaŭ devus esti sufiĉa. Ja la planto sorbas humidon, kaj poste la reago komenciĝas per sunenergio. La rezulto de ĉi tiu procezo kaj estas planto nutrado produktoj.

Nur se estas verda substanco fotosintezo. Kio estas klorofilo, ni menciis supre. Ili estas la speco de dirigento inter la lumo aŭ suna energio kaj la planto mem, certigante pozitiva direkton de sia vivo kaj agadoj. Verda substancoj havas absorción kapablo plureco sunlumo.

Ĝi ludas gravan rolon kaj oksigeno. Por fotosintezo procezo sukcesis, la plantoj bezonas ĝin multe, ĉar lia komponado enhavas nur 0,03% karbonata acido. Tie, el 20 000 ^{m3 da} aero povas atingi 6 m ³ acido. Estas la lasta ingredienco - primara krudmaterialo por glukozo, kiu siavice, estas substanco necesa por la vivo.

Ekzistas du stadioj de fotosintezo. La unua estas nomita la lumo, kaj la dua - La malluma.

Kio mekanismo percolation lumo stadio

La lumo stadio de fotosintezo estas alia nomo - fotoquímica. La ĉefaj partoprenantoj en ĉi tiu fazo estas:

• suna energio;
• diversaj pigmentoj.

Kun la unua komponanto klara, estas sunbrilo. Sed kio estas la pigmentoj ne konas unu. Ili venas en verda, flava, ruĝa aŭ blua. Por inkluzivi verda klorofilojn grupoj "A" kaj "B" por la flava kaj ruĝa / bluaj - phycobilins respektive. Fotoquímica aktiveco nur klorofilojn ekspozicion inter la partoprenantoj en ĉi tiu etapo de la procezo "Al". La resto apartenas al la plan rolon, la esenco de kiuj - la kolekto de lumo quanta kaj ilia transporto al la centro de fotoquímica.

Ekde klorofilo dotitaj per la kapablo efika absorción de suna energio kun aparta ondolongo jenaj fotoquímica sistemoj estis identigitaj:

- fotoquímica centro 1 (verda afero "A" grupo) - inkludita en la 700 pigmento sorbante lumo radioj kies longo estas proksimume 700 nm. Tiu pigmento apartenas al la fundamenta rolo en la kreado de produktoj de la malpeza stadio de fotosintezo.

- fotoquímica centro 2 (verda substanco grupo "B") - parto de la pigmento 680 estas inkluzivita kiu sorbas lumon radioj de 680 nm longa. Ĝi posedas Aktoro, kiu konsistas en plenigi funkcioj de elektronoj perdis fotoquímica centro 1. Ĉi tiu fariĝas per hidrolizo likva.

En 350- 400 molekuloj de pigmentoj kiuj koncentrita lumo fluoj en fotosistema 1 kaj 2 havas nur unu molekulo de la pigmento, kiu estas photochemically aktiva - klorofilo grupo "Al".

Kio okazas?

1. La lumo energio sorbita de la planto, havas efikon al la pigmento aperas ĉi tie 700, kiu pasas de la normala stato al stato de ekscito. Pigmento perdas elektronon, rezultante en tiel nomata elektrona truo. Plue, la pigmento molekulo kiu perdis elektronon, povas agi kiel ĝia akceptanto, tio estas, la partio akceptas elektronojn, kaj redoni la formon.

2. La procezo de fotoquímica malkomponaĵo de la likva en la centro de la lumo sorbas pigmento 680 fotosistema 2. Sur putriĝo de akvo formis elektronoj kiuj origine estas akceptitaj materialo kiel citokromo C550, kaj identigita kun la skribo Q. Tiam laux citokromo elektronoj eniras la cirkviton portantoj kaj estas transportitaj al la centro 1 por la fotoquímica plenigi truojn e, kiu estas la rezulto de la penetrado de la lumo quanta kaj la reakiro procezo de la pigmento 700.

Estas tempoj kiam tia molekulo ricevas reen elektrono restas identa. Ĉi tio kondukas al la izolado de lumo energion kiel varmeco. Sed preskaŭ ĉiam elektrono havas negativan ŝarĝon, kuplita kun speciala fero-sulfuro proteinojn kaj estas portita sur unu el la ĉenoj aŭ al la pigmento 700 falas en alian vektora cirkviton kaj ĝi kunvenis kun konstanta akceptanto.

En la unua personigo, ekzistas cikla transporto de elektronoj fermita tipo, en la dua - cikla.

Ambaŭ procezoj fali en la unua paŝo de la fotosintezo sub catalizando la sama ĉeno de elektrono portantoj. Sed ni notu, ke por la cikla tipo photophosphorylation komenci kaj fini samtempe transporti CHL punkto, dum kiam la cikla transiro implikas transporti substanco verda "B" grupo por klorofilo "Al".

Trajtoj de ciklaj transporto

Fosforilación de cikla ankaŭ nomita fotosinteza. Rezulte de ĉi tiu procezo produktas la ATP molekulo. La bazo de ĉi tiu estas la reveno transporto post kelkaj sinsekvaj stadioj en la elektrono ekscitita stato de la pigmento 700, per energio estas liberigita, la ricevanta partopreni la phosphorylating enzimo sistemo por plua amasiĝo en la fosfato ligiloj de ATP. Tio estas, la energio ne dispelis.

Fosforilación de cikla estas la primara reago de la fotosintezo, bazita sur formado de kemia teknologio energio sur cloroplasto tilaktoidov membranon surfacoj uzante sunlumon energio.

Sen fotosinteza fosforilación reago de asimilación en la mallumo fazo de fotosintezo neebla.

Nuancoj transporti noncyclic tipo

La procezo konsistas en rekuperi NADP + kaj NADPH formado de N *. La mekanismo estas bazita sur transporto de elektronoj ferredoxin lia redukto reago kaj la posta transiro al NADP + kun plia redukto al NADP * H.

Rezulte, elektronoj kiuj perdis pigmento 700, elektronoj pli plenigxis per akvo kiu estas malkomponita per malpezaj radioj en fotosistema 2.

Necikla vojo de elektronoj kiuj fluas ankaŭ implicas lumo fotosintezo okazos per reagante kune la du fotosistemas, konektas ilin elektrono-transporto ĉeno. Lumo energio elektronoj direktas la fluon reen. Dum transporto de fotoquímica centro 1 al la centro 2 elektronoj perdas parton de sia energio pro amasiĝo kiel protono potencialon sur la membranon surfaco tilaktoidov.

En la malluma fazo de fotosintezo procezo de kreado de protono-tipo potencialo en transporto de elektronoj ĉeno kaj operacioj por la formado de ATP en la cloroplastos estas preskaŭ identa kun tiu proceso en la mitocondrias. Sed trajtoj estas ankoraŭ ĉeestas. Tilaktoidami en tiu situacio estas la mitocondrias tordaĵo sur la malĝusta flanko. Ĉi tiu estas la ĉefa kialo ke la elektronoj kaj la protonoj movi tra la membrano en la kontraŭa direkto relative al la transigo fluo en la mitokondria membrano. La elektronoj estas transportitaj al la ekstera kaj la protonojn amasigas en la interno de la matrico tilaktoidnogo. Lasta prenas nur pozitiva ŝarĝo, kaj la eksteran membranon tilaktoida - negativaj. El tio sekvas, ke la vojo de la protono gradiento tipo malo lia vojo al la mitocondrias.

Alia trajto estas la alta pH en la potencialo de protonoj.

La tria trajto estas la ĉeesto de nur du ĉenoj tilaktoidnoy konjugacion ejoj kaj kiel sekvo la rilatumo de molekuloj de ATP al protonojn egala al 1: 3.

konkludo

En la unua paŝo de la fotosintezo estas la interago de lumo energio (artefarita kaj neiskusstvennoy) el la planto. Reagi al la radioj de verda afero - klorofilo, la plimulto de kiuj estas enhavita en la folioj.

La formado de ATP kaj NADP * H - la rezulto de tia reago. Ĉi tiuj produktoj estas necesa por la okazo de mallumaj reakcioj. Sekve, la lumo stadio - devigaj procezo, sen kiuj ĝi estos la dua paŝo - La malluma.

La malhela fazo: la esenco kaj proprecoj

Malluma fotosintezo kaj ĝia reago estas karbona dioksido procedo organika substanco akiri karbonhidratoj. Efektivigo de tiuj reagoj okazas en la cloroplasto stromo kaj la aktiva partopreno de la produktoj preni la unua paŝo de la fotosintezo - lumo.

En paŝo malluma bazita fotosinteza mekanismo sur la procezo de asimilación de dióxido de karbono (ankaŭ nomita fotoquímica carboxylation, Calvin ciklo), kiu karakterizas por ciklaj. Ĝi konsistas el tri fazoj:

1. Carbonatación - surtroniĝo _CO2.
2. Restorative fazo.
3. Fazo regenerado ribulozodifosfat.

Ribulofosfat - sukeroj kun kvin karbonatomoj - pruntas al la procedo de fosforilación je la kosto de ATP, tiel produktante ribulozodifosfat kiu estas pli submetita al carboxylation per ligo al la CO ₂ de produktoj kun ses karbonoj, kiu senprokraste malkomponita per reago kun akvo molekulo, kreante du molekula specio acida phosphoglyceric . Tiam la acida travivanta kompletan restarigon en la efektivigo de reagoj enzimáticas por kiu postulis la ĉeeston de ATP kaj NADP formi sukero tri karbonoj - tri-karbona sukero, Triozo aŭ aldehido phosphoglyceraldehyde. Kiam du tiaj Triozo kondensita heksozo molekulo akiris, kiu povas esti parto de la amelo molekulo kaj elpurigita rezervo.

Tiu fazo finiĝas per la fakto ke dum la fotosintezo procezo, estas sorbita de unu molekulo de CO ₂ kaj uzante tri ATP molekulojn kaj kvar H atomoj Geksozofosfat cedema al la reagoj de la pentosa fosfato ciklo, rezultigante regenerado ribulozofosfata kiu povas esti reunuigita kun alia molekulo de karbonata acido.

Carboxylation reago, reakiro, regenerado ne povas konsideri ekskluzive kun la specifaj ĉeloj kie la fotosintezo okazas. Kio estas "uniformo" fluo procezoj ankaŭ povas diri, ke estas ankoraŭ diferenco - kiam la reakiro procezo uzas NADPH + H anstataŭ NAD + H.

Surtroniĝo _CO2 ribulozodifosfat suferas katalizo, kiu provizas ribulozodifosfatkarboksilaza. La reago de produktoj estas 3-phosphoglycerate, rekuperante je la kosto de NADPH * H 2 kaj ATP por glyceraldehyde-3-fosfato. La redukto procezo estas kion katalizas la glyceraldehyde 3-fosfato dehidrogenazo. Tiu lasta estas facile igita dihydroxyacetone fosfato. La formado fruktozobisfosfata. Parto de liaj molekuloj estas implikita en la regenerado procezo ribulozodifosfat, fermante la ciklo, kaj la dua parto estas funkciigita por krei rezervo carbohidratos en fotosinteza ĉeloj, tio estas: ĝi havas la fotosintezo de karbonhidratoj.

Lumo energio estas postulata por fosforilación kaj sintezo de organikaj substancoj, kaj la energio de oxidación de organikaj substancoj estas bezonata por fosforilación oxidativa. Tial la vegetaĵaro provizas vivon al bestoj kaj aliaj organismoj kiuj estas heterótrofos.

Fotosintezo en planto ĉeloj okazas tiamaniere. Pli produktoj estas karbonhidratoj necesa por la kreo de karbono skeletoj diversaj substancoj de flaŭro de la mondo, kiuj estas el organika deveno.

Organika nitrogeno substancoj absorbis tipo fotosinteza organismoj per la redukto de neorganikaj nitrato kaj sulfura - pro la redukto de sulfatoj al sulfhydryl grupoj de aminoácidos. Provizas la formado de proteinoj, la acidaj nucleicos, lipidoj, la hidratos de karbono, cofactores estas fotosintezo. Kio estas "plado" de substancoj esencajn por la planto jam emfazis, sed sur la duaranga sintezo produktojn kiuj estas valoraj medikamentaj substancoj (flavonoides, alcaloides, terpenes, polifenoles, esteroides, orgkisloty kaj aliaj), ne estas vorto estis dirita. Sekve, neniu troigo diri ke la fotosintezo - la ŝlosilo al la vivo de plantoj, bestoj kaj homoj.