Koncept fotosyntézy, kde a čo sa deje vo svetlej fáze fotosyntézy

Fotosyntéza je súbor procesov tvorby svetelnej energie v energii chemických väzieb organických látok za účasti fotosyntetických farbív.

Tento typ potravy je charakteristický pre rastliny, prokaryoty a určité druhy jednobunkových eukaryotov.

V prirodzenej syntéze uhlík a voda interagujú so svetlom na glukózu a voľný kyslík:

6CO2 + 6H2O + svetelná energia → C6H12O6 + 6O2

Moderné fyziológia rastlín rozumie pod pojmom fotoautotrofní funkciu fotosyntézy, čo je kombinácia absorpčných procesov, transformácie a použitie svetelnej energie kvánt nonspontaneous v rôznych reakciách, vrátane oxidu uhličitého konverzia do organického materiálu.

fázy

Chloroplasty sú naplnené bezfarebným stromom a sú preniknuté lamelami, ktoré spolu vzájomne kombinujú tvorbu tylakoidov. Práve v nich prebieha fotosyntéza. Samotné cyanobaktérie sú chloroplasty, takže prístroj na ich prirodzenú syntézu nie je izolovaný v samostatnej organelle.

svetlý

Prvá fáza fotosyntézy charakterizované tvorbou vysokoenergetických produktov, ktorými sú ATP, zdroj bunkovej energie a NADP, redukčné činidlo. Na konci štádia sa tvorí kyslík ako vedľajší produkt. Svetlá je nevyhnutne so slnečným svetlom.

Proces fotosyntézy prebieha v membránach tylakoidov za účasti proteínov na prenos elektrónov, ATP syntetázy a chlorofylu (alebo iného pigmentu).

Fungovanie elektrochemických reťazcov, cez ktoré sa prenášajú elektróny a čiastočne vodíkové protóny, sa vytvára v komplexných komplexoch tvorených pigmentmi a enzýmami.

Opis procesu ľahkej fázy:

1. Keď slnečné svetlo zasiahne listové dosky rastlinných organizmov, chlorofylové elektróny sú vzrušené v štruktúre platne;
2. V aktívnom stave čiastočky opúšťajú molekulu pigmentu a vstupujú na vonkajšiu stranu tylakoidu, ktorý je negatívne nabitý. K tomu dochádza súčasne s oxidáciou a následnou redukciou molekúl chlorofylu, ktoré sú vybrané z elektrónov prijatých obyčajnú vodu v listoch;
3. Potom fotolýzou vody tvoriť ióny, ktoré darovať elektróny a sú premenené skupinami OH, ktoré sú schopné zúčastniť sa reakciou a potom;
4. Potom sa tieto radikály kombinujú za vzniku molekúl vody a voľného kyslíka, ktoré sa uvoľňujú do atmosféry;
5. Tylakoidová membrána získa na jednej strane pozitívny náboj v dôsledku vodíkových iónov a na druhej strane negatívny náboj spôsobený elektrónmi;
6. S rozdielom 200 mV medzi stranami membrány prechádzajú protóny cez ATP syntetázu, čo vedie k premene ADP na ATP (fosforylačný proces);
7. Pri uvoľňovaní atómového vodíka z vody sa NADP + izoluje v NADP-H2;

Kým voľný kyslík počas reakcie opúšťa atmosféru, ATP a NADP · H2 sa podieľajú na tmavej fáze prirodzenej syntézy.

temná

Záväznou súčasťou tejto etapy je oxid uhličitý, ktoré rastliny neustále absorbujú z vonkajšieho prostredia cez stomata v listoch. Procesy tmavej fázy prejdú v stromovej vrstve chloroplastu. Vzhľadom k tomu, v tejto fáze nevyžaduje veľké množstvo slnečnej energie a je dostatočne získané počas fázy svetla ATP a NADP · H2, reakcia v organizme môže nastať vo dne iv noci. Procesy v tomto štádiu sa vyskytujú rýchlejšie ako predchádzajúce.

Celok všetkých procesov vyskytujúcich sa v tmavej fáze je reprezentovaný formou jedného druhu reťazových postupov transformácie oxidu uhličitého, ktoré pochádzajú z vonkajšieho prostredia:

1. Prvou reakciou v takomto reťazci je fixácia oxidu uhličitého. Prítomnosť enzýmu RibB-karboxylázy podporuje rýchlu a hladkú reakciu, čo vedie k vzniku šesťčlennej zlúčeniny, ktorá sa rozkladá na 2 molekuly kyseliny fosfoglycerovej;
2. Potom prebieha pomerne zložitý cyklus vrátane určitého počtu reakcií, po ktorom sa kyselina fosfoglycerová konvertuje na prírodnú cukrovú glukózu. Tento proces sa nazýva Calvinov cyklus;

Spolu s cukrom tvoria aj mastné kyseliny, aminokyseliny, glycerol a nukleotidy.

Podstata fotosyntézy

Z tabuľky porovnania ľahkých a tmavých fáz prirodzenej syntézy môžeme stručne popísať podstatu každého z nich. Svetlá fáza sa vyskytuje v zrnách chloroplastov s povinným zahrnutím svetelnej energie do reakcie. Reakcie zahŕňajú komponenty, ako sú proteíny, ktoré prenášajú elektróny, ATP syntetázu a chlorofyl, ktoré pri reakcii s vodou vytvárajú voľný kyslík, ATP a NADP · H2. Pre tmavú fázu vyskytujúcu sa v stromovej vrstve chloroplastu slnečné svetlo nie je povinné. ATP a NADP · H2 získané v poslednom stupni interagujú s oxidom uhličitým na vytvorenie prírodného cukru (glukózy).

Ako je zrejmé z vyššie uvedeného, ​​fotosyntéza sa javí ako pomerne zložitý a viacstupňový fenomén zahŕňajúci mnohé reakcie, v ktorých sú zahrnuté rôzne látky. Výsledkom prirodzenej syntézy je kyslík, ktorý je potrebný na dýchanie živých organizmov a ich ochranu pred ultrafialovým žiarením prostredníctvom tvorby ozónovej vrstvy.