Koncept fotosinteze, kje in kaj se zgodi v lahki fazi fotosinteze

Fotosinteza je niz procesov nastajanja svetlobne energije v energiji kemičnih vezi organskih snovi s sodelovanjem fotosintetskih barvil.

Ta vrsta hrane je značilna za rastline, prokarionte in nekatere vrste enoceličnih eukariot.

Pri naravni sintezi ogljik in voda interagirajo s svetlobo v glukozo in prosti kisik:

6CO2 + 6H2O + svetlobna energija → C6H12O6 + 6O2

Sodobna fiziologija rastlin razume pod funkcije photoautotrophic izraz fotosinteze, ki je kombinacija absorpcijskih procesov, preoblikovanja in uporabo svetlobne energije kvantov nonspontaneous v različnih reakcij, vključno s pretvorbo ogljikovega dioksida v organskem materialu.

Faze

Kloroplasti so napolnjeni z brezbarvno stromo in so prežeti z lamelami, ki v kombinaciji z njimi tvorijo tilakoide. V njih se odvija fotosinteza. Sami cianobakterije so kloroplasti, zato aparat za naravno sintezo v njih ni izoliran v ločeni organelle.

Svetloba

Prva faza fotosinteze za katerega so značilni nastajanje visokoenergetskih produktov, ki so ATP, celični vir energije in NADP, reducent. Na koncu stopnje se kisik tvori kot stranski produkt. Svetlobni oder je nujno s sončno svetlobo.

Proces fotosinteze poteka v membranah tilakoidi s sodelovanjem proteinov za prenos elektronov, ATP sintetaze in klorofila (ali drugega pigmenta).

Delovanje elektrokemičnih verig, skozi katere se prenašajo elektroni in delno vodikovodi, nastanejo v kompleksnih kompleksih, ki jih tvorijo pigmenti in encimi.

Opis postopka svetlobne faze:

1. Ko sončna svetloba ujame listne plošče rastlinskih organizmov, so v ploščasti strukturi navdušeni klorofilni elektroni;
2. V aktivnem stanju delci zapustijo pigmentno molekulo in vstopijo v zunanjo stran tilakoida, ki je negativno napolnjen. To se zgodi hkrati z oksidacijo in kasnejšim zmanjšanjem molekul klorofila, ki iz naslednje vode izberejo naslednje elektrone iz vode, ki je vstopila v listje;
3. Potem fotoliza vode, da se tvori ione, da darovanje elektronov in se pretvori v ostanki OH, ki lahko sodelujejo pri reakcijah in nato;
4. Nato se ti radikali združujejo, da tvorijo molekule vode in prostega kisika, sproščajo v ozračje;
5. Tilakoidna membrana na eni strani pridobi pozitivno naboj zaradi vodikovega iona, po drugi strani pa negativni naboj zaradi elektronov;
6. Z razliko 200 mV med stranicami membrane protoni potekajo skozi ATP sintetazo, kar vodi k pretvorbi ADP v ATP (postopek fosforilacije);
7. S sproščanjem atomskega vodika iz vode se NADP + pridobiva v NADP · H2;

Medtem ko prosti kisik med reakcijo pušča atmosfero, sta ATP in NADP · H2 vključena v temno fazo naravne sinteze.

Temno

Obvezna komponenta za to stopnjo je ogljikov dioksid, ki jih rastline nenehno absorbirajo iz zunanjega okolja skozi stomato v listih. Procesi temne faze prehajajo v stromo kloroplasta. Ker na tej stopnji ne potrebuje veliko sončne energije in bo v času svetlobe prišlo dovolj ATP in NADP · H2, se lahko reakcije v organizmih pojavijo tako dan kot ponoči. Procesi na tej stopnji se zgodijo hitreje kot prejšnji.

Vsi procesi, ki se pojavljajo v temni fazi, so predstavljeni v obliki nekakšne verige zaporednih transformacij ogljikovega dioksida, ki izhajajo iz zunanjega okolja:

1. Prva reakcija v taki verigi je fiksiranje ogljikovega dioksida. Prisotnost encima RibB-karboksilaze spodbuja hitro in gladko reakcijo, kar povzroči nastanek šestogljične spojine, ki se razgrajuje v 2 molekul fosfoglicerinske kisline;
2. Potem pride do precej zapletenega cikla, vključno z določenim številom reakcij, po katerih se fosfoglicerinska kislina pretvori v naravno sladkorno - glukozo. Ta proces se imenuje cikel Calvina;

Skupaj s sladkorjem se oblikujejo tudi maščobne kisline, aminokisline, glicerol in nukleotidi.

Bistvo fotosinteze

Iz tabele primerjava svetlobe in temne faze naravnega sinteze je mogoče povzeti kot bistvo vsakega od njih. Lahka faza se pojavi v kloroplastnih zrncah z obvezno vključitvijo svetlobne energije v reakcijo. V reakcijah, ki vključujejo komponente, kot so proteini, ki imajo elektronov, ATP-sintaze in klorofila, ki v stiku z vodo, da se tvorijo prosti kisik, ATP in NADP · H2. Za temno fazo, ki se pojavi v stromi kloroplasta, sončna svetloba ni obvezna. ATP in NADP · H2, dobljeni na zadnji stopnji, sodelujeta z ogljikovim dioksidom, da tvorita naravni sladkor (glukozo).

Kot je razvidno iz zgoraj navedenega, se zdi, da je fotosinteza precej zapleten in večstopenjski pojav, ki vključuje veliko reakcij, v katere so vključene različne snovi. Zaradi naravne sinteze dobimo kisik, ki je potreben za dihanje živih organizmov in zaščito pred ultravijoličnimi sevanjemi z nastajanjem ozonske plasti.