Информации

Дали светлосните и темните реакции се случуваат кај тилакоидот?

Дали светлосните и темните реакции се случуваат кај тилакоидот?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Мојот професор рече дека светлосните реакции и темните реакции се случуваат на тилакоидот. Тој не го избра одговорот дека „двете реакции се случуваат кај хлоропластот“.

Тилакоидот не е дел од хлоропластот?


Реакциите зависни од светлина вклучуваат синџир на транспорт на електрони со ензими вградени во тилакоидната мембрана. NADPH и ATP се генерираат во стромата, а водата се оксидира во тилакоидниот лумен.

Не сум сигурен дали е точно да се каже дека светлосните независни реакции се случуваат „на тилакоидот“ бидејќи, кај растенијата, тие навистина би можеле да се појават насекаде во стромата (не мора „на“ тилакоидот, и секако не во него). Можно е ензимите вклучени во светлосните независни реакции некако да се локализирани на стромалната страна на тилакоидната мембрана за ефикасна употреба на супстратите, но немам поим дали тоа е навистина така и немам време да прегледам никакви литература.

Во растенијата, сите овие процеси се случуваат во хлоропластот. Сепак, фотосинтетичките бактерии немаат хлоропласти, така што не може категорично да се каже дека фотосинтетичките реакции се случуваат само во хлоропластите. Цијанобактериите имаат тилакоиди каде што се јавуваат реакции зависни од светлина.


Светлосните реакции се група на реакции кои се јавуваат во гранумот во зелениот пластид, бидејќи ги содржи хлорофилните пигменти и светлината е ограничувачки фактор за брзината на фотосинтезата.

Чекори на светлосни реакции

Светлината паѓа на хлорофилот на граната во хлоропластот, некои електрони во атомите на хлорофилот ќе добијат енергија, овие возбудени електрони се префрлаат од нивните ниско-енергетски нивоа на повисоките.

Кинетичката светлосна енергија се складира како потенцијална хемиска енергија во хлорофилот, така што се вели дека молекулите на хлорофилот се во возбудена или активирана состојба.

Кога ќе се ослободи складираната потенцијална хемиска енергија, електроните повторно паѓаат на пониските енергетски нивоа и хлорофилот ќе се врати во стабилна состојба, подготвен за уште едно влијание на светлината да се возбуди уште еднаш.

Фотосинтеза

Дел од енергијата ослободена од хлорофилот се користи за разделување на молекулата на водата на водород и кислород, каде што: водородот се комбинира со ко-ензим присутен во хлоропластот (NADP) и дава NADPH.2 , на овој начин водородот нема да избега или повторно да се рекомбинира со кислородот, кислородот се ослободува како секундарен производ.

Другиот дел од енергијата од возбудениот хлорофил се складира во молекулата на АТП (енергетската валута во клетката) со комбинација на молекулата на АДП (која е присутна во хлоропластот) со фосфатна група (Р) со помош на високо-енергетска врска означена со свиткување (∼), овој процес се нарекува фотосинтетичка фосфорилација.

ADP + PАТП

Аденозин - P ∼P + PАденозин - P∼P ∼ P

АДП: аденозин дифосфат.

АТП: Аденозин трифосфат кој ја носи енергијата до темните реакции.

NADP: Никотинамид аденин динуклеотид фосфат кој делува како водороден рецептор.

Темни реакции

Темните реакции (Ензимски реакции) е група на реакции што се случуваат во стромата на хлоропластот во која температурата е ограничувачки фактор за брзината на фотосинтезата, така што овие реакции можат да се појават и во светлина и во темнина.

Во овие реакции, водородот се пренесува на NADPH2 се користи за фиксирање на CO2 гас со редуцирање на јаглехидрати со помош на енергија складирана во молекули на АТП.

Малвин Калвин и неговите соработници на универзитетот во Калифорнија во 1949 година ја открија природата на темните реакции користејќи го новооткриениот радиоактивен изотоп на јаглеродот 14 C.

Експеримент на Малвин Калвин
  1. Тие ја поставија алгата Хлорела во апаратот.
  2. Тие ја снабдувале алгата со CO2 гас кој го содржи радиоактивниот јаглерод 14 C .
  3. Апаратот беше изложен на многу кратко светло на светилка за да се овозможи процесот на фотосинтеза да се одвива.
  4. Хлорелата потоа била потопена во чаша со топол алкохол за да се убие протоплазмата со запирање на нејзините биохемиски реакции.
  5. Тие успеаја да ги одвојат производите од фотосинтезата со специјални средства и тестираа за радиоактивен јаглерод во овие соединенија.

Формирана е 3-јаглеродна соединение кое е PGAL, фосфоглицералдехид, Ова е:

  • Првото стабилно соединение произведено од фотосинтеза.
  • Се користи во изградбата на гликоза, скроб, протеини и масти.
  • Се користи во клеточното дишење како високоенергетско соединение.

Калвин ал така истакна дека синтезата на хексозен шеќер (гликоза) не е завршена во еден чекор, туку низ неколку средни реакции катализирани од одредени специфични ензими.


Содржина: Светлосна реакција против Темна реакција

Табела за споредување

СвојстваЛесна реакцијаТемна реакција
ЗначењеТоа вклучува конверзија на светлосната енергија од сончева светлина во клеточна енергија (ATP и NADPH), со оксидација на молекулата на водатаТоа вклучува конверзија на клеточната енергија (ATP и NADPH) во хемиска енергија или шеќери, со намалување на јаглерод диоксид
Алтернативни имињаЗависна од светлина или реакција на ХилНезависна светлина или реакција на Блекмен
Фаза на фотосинтезаТоа е првата фаза од фотосинтезата и се нарекува и „фотохемиска фаза“Тоа е втората фаза од фотосинтезата и исто така се нарекува „биосинтетичка фаза“
Барање за светлинаСилно бара присуство на извор на светлинаСе јавува во отсуство на извор на светлина
Место на настанувањеСе јавува во тилакоидната мембрана на хлоропластотСе јавува во стромата на хлоропластот
Функционална улогаГо ослободува кислородот со разделување на водатаГо поправа јаглерод диоксидот за да произведе шеќер
ФотолизаСе јавува во фотосистем-IIНе се јавува
Краен производНеговиот краен производ е кислород со ослободување на ATP и NADPHНеговиот краен производ е шеќер со ослободување на ADP и NADP
Вклучување на хлорофилТоа вклучува присуство на фотосинтетички пигмент или хлорофил за апсорпција на светлосната енергијаНему му недостасува таков пигмент

Дефиниција на светлосна реакција

Тоа е првата фаза од фотосинтезата, каде што растението добива клеточна енергија, т.е. АТП и NADPH од светлосната енергија, односно сончевата светлина. На фотохемиска фаза или светлосна реакција е фаза која вклучува оксидација на една молекула на вода во половина молекула на кислород.

Затоа, разделување на две вода молекулите ќе резултираат со ослободување еден кислород молекула. Оксидација на ослободување на вода АТП и NADPH тоа пак обезбедува клеточна енергија на растителните клетки за да си подготват храна.

Се јавува во текот на денот или во присуство на сончева светлина. За реконструкција на светлосната енергија, светлосната реакција вклучува два фотосистеми, имено PS-I и PS-II.

PS-I користи светлосна бранова должина од 700 nm, додека PS-II користи светлосна бранова должина од 680 nm. Местото на светлосната реакција е во рамките на тилакоидна мембрана на фотосинтетичкиот апарат (Хлоропласт). Тоа генерално ги вклучува следните чекори:

  • Апсорпција на светлосна енергија што доаѓа од сончевата светлина.
  • Хидролиза на молекула на вода
  • Ослободување на кислород во атмосферата
  • Формирање на клеточна енергија, т.е. ATP и NADPH

Дефиниција за темна реакција

Тоа е втората фаза од фотосинтезата, каде што растението ја експлоатира клеточната енергија (ATP и NADPH) ослободена од реакцијата на светлината за да произведе хемиска енергија со синтетизирање на шеќери.

Биосинтетичката фаза вклучува намалување на шест CO2молекули и дванаесет Х2молекулите од NADPH во единечна гликоза6Х12О6) молекула.

ADP и НАДП се ослободуваат со хидролиза на ATP и NADPH. Се јавува за време на отсуство на сончева светлина. Локација на реакцијата независна од светлина е внатре во водната течност строма на фотосинтетичкиот апарат (Хлоропласт). Тоа генерално ги вклучува следните чекори:

  • Употреба на хемиска енергија што доаѓа од светлосната реакција.
  • Фиксација на јаглерод диоксид
  • Формирање на гликоза
  • Ослободување на ADP и NADP

Содржина: Разлика помеѓу светлосните и темните реакции во фотосинтезата

Табела за споредување

Основа на дистинкција Светлосна реакција во фотосинтезата Темна реакција во фотосинтезата
Локација Секогаш се одвива во граната на хлоропластите Секогаш се одвива во стромата на хлоропластите.
Процес Користете светлосна енергија за да направите две молекули потребни за следната фаза на фотосинтезата: молекулата за складирање на енергија ATP и намалениот носач на електрони NADPH. Користете ги овие органски енергетски молекули ATP и NADPH и овој циклус на одговор се нарекува и циклус на Калвин Бенисон.
Услов Потребни се процеси како што се фотосистем 1 и фотосистем 2. Не бараат никаква светлина, немаат потреба од фотосистеми.
Производ Настанува фотолиза на водата и оттука се ослободува кислород. Процесот на фотолиза не се одвива и јаглеродниот диоксид се апсорбира

Што е светлосна реакција во фотосинтезата?

Реакциите зависни од светлината користат светлосна енергија за да создадат две молекули потребни за следната фаза на фотосинтезата: молекулата за складирање енергија ATP и редуцираниот електронски носач NADPH. Кај растенијата, светлосните реакции се одвиваат во тилакоидните мембрани на органели наречени хлоропласти. Во фотосинтезата, реакциите зависни од светлината се одвиваат на тилакоидните мембрани. Внатрешноста на тилакоидната мембрана се нарекува лумен, а надвор од тилакоидната мембрана е стромата, каде што се случуваат реакции независни од светлина. Тилакоидната мембрана содржи некои интегрални мембрански протеински комплекси кои ги катализираат светлосните реакции. Постојат четири главни протеински комплекси во тилакоидната мембрана: Фотосистем II (PSII), комплекс Цитохром b6f, Фотосистем I (PSI) и АТП синтаза. Овие четири соединенија работат заедно за на крајот да ги создадат производите ATP и NADPH. Двата фотосистема апсорбираат светлосна енергија преку пигменти - првенствено хлорофилите, кои се одговорни за зелената боја на листовите. Реакциите зависни од светлина започнуваат во фотосистемот II. Кога хлорофил молекула во реакциониот центар на PSII апсорбира фотон, електронот во оваа молекула достигнува повисоко ниво на енергија. Бидејќи оваа состојба на атомот е многу нестабилна, електронот се пренесува од една во друга молекула создавајќи синџир на редокс реакции, наречени синџир за транспорт на електрони (ETC). Протокот на електрони оди од PSII до цитохром b6f до PSI. Во PSI, електронот ја добива енергијата од друг фотон. Конечниот акцептор на електрони е NADP. Во кислородната фотосинтеза, првиот донатор на електрони е водата, создавајќи кислород како отпаден производ. Во аноксигената фотосинтеза се користат различни донатори на електрони. Тие бараат повеќе време од другите реакции и оттука, се јавуваат само во текот на денот.

Што е темна реакција во фотосинтезата?

Темните реакции ги користат овие органски енергетски молекули (ATP и NADPH). Овој циклус на одговор се нарекува и Калвин Бенисон циклус и се јавува во стромата. ATP обезбедува енергија додека NADPH ги обезбедува електроните потребни за фиксирање на CO2 (јаглерод диоксид) во јаглени хидрати. Фотосинтезата започнува со користење на енергијата од сончевата светлина за да започне работата, но завршува со темните реакции, на кои не им е потребна сончева светлина за да се заврши производството на шеќер. Во циклусот Калвин, ATP и NADPH од светлосните реакции се користат за производство на шеќери. Фотосинтезата кај растенијата се одвива во хлоропластите. Фотосинтезата вклучува реакции зависни од светлина и реакции кои не се директно напојувани од светлината. Во фотосинтетичките светлосни реакции, енергијата на светлината е зачувана како “ високоенергетски” фосфоанхидридни врски на ATP и како намалување на моќта на NADPH. Протеините и пигментите одговорни за фотосинтетичката светлосна реакција се поврзуваат со мембраните на тилакоидот (гранна диск). Патеките на светлосната реакција нема да бидат претставени овде. Циклусот Калвин, порано означен како патека на фотосинтетички “ темни реакции”, сега се нарекува патека на јаглеродни реакции. На овој пат, слободната енергија на расцепување на

P врските на АТП, и намалувањето на моќта на NADPH, се користат за фиксирање и намалување на CO2 за да се формираат јаглени хидрати. Ензимите и посредниците од Калвиновиот циклус се во стромата на хлоропластот, оддел донекаде аналоген на митохондријалната матрица. Овие реакции се јавуваат само ноќе, па оттука и го добиле името.


Фотосинтеза

Фотосинтезата го одржува речиси целиот живот на планетата Земја обезбедувајќи кислород што го дишеме и храната што ја јадеме ја формира основата на глобалните синџири на исхрана и ги задоволува повеќето од сегашните енергетски потреби на човештвото преку фосилизирани фотосинтетички горива. Процесот на фотосинтеза кај растенијата се заснова на две реакции кои се вршат од одделни делови на хлоропластот. Светлосните реакции се случуваат во тилакоидната мембрана на хлоропластот и вклучуваат разделување на водата на кислород, протони и електрони. Протоните и електроните потоа се пренесуваат низ тилакоидната мембрана за да се создадат молекули за складирање на енергија аденозин трифосфат (ATP) и никотиномид-аденин динуклеотид фосфат (NADPH). АТП и NADPH потоа се користат од ензимите на циклусот Калвин-Бенсон (темните реакции), кои го конвертираат CO2 во јаглени хидрати во стромата на хлоропластот. Објаснети се основните принципи на зафаќање на сончевата енергија, енергија, пренос на електрони и протон и биохемиската основа на фиксацијата на јаглеродот и се дискутира за нивното значење.

Клучни зборови: мембранска фотосинтеза тилакоид.

Фигури

Слика 1. Глобалниот јаглероден циклус

Слика 1. Глобалниот јаглероден циклус

Односот помеѓу дишењето, фотосинтезата и глобалниот CO 2…

Слика 2. Локација на фотосинтетската машина

Слика 2. Локација на фотосинтетската машина

( А ) Моделот погон Arabidopsis thaliana…

Слика 3. Поделба на трудот во рамките на…

Слика 3. Поделба на трудот во хлоропластот

Светлосните реакции на фотосинтезата се случуваат…

Слика 4. Фотосинтетичкиот електрон и протон…

Слика 4. Фотосинтетички преносен синџир на електрони и протони

Линеарниот пат за пренос на електрони од…

Слика 5. Z-шема на фотосинтетички пренос на електрони

Слика 5. Z-шема на фотосинтетички пренос на електрони

Главните компоненти на линеарниот пренос на електрони…

Слика 6. Главни фотосинтетички пигменти во растенијата

Слика 6. Главни фотосинтетички пигменти во растенијата

Хемиските структури на хлорофилот и каротеноидот…

Слика 7. Основни спектри на апсорпција на…

Слика 7. Основни спектри на апсорпција на главните хлорофили и каротеноидни пигменти пронајдени во растенијата

Слика 8. Јаблонски дијаграм на хлорофил кој покажува…

Слика 8. Јаблонски дијаграм на хлорофил кој ги прикажува можните судбини на С 1 и…

Слика 9. Основен механизам на енергија на возбудување…

Слика 9. Основен механизам на пренос на енергија на возбудата помеѓу молекулите на хлорофилот

Две молекули на хлорофил со…

Слика 10. Основна структура на фотосистем

Слика 10. Основна структура на фотосистем

Светлосната енергија е заробена од пигментите на антената…

Слика 11. Основна структура на PSII–LHCII…

Слика 11. Основна структура на суперкомплексот PSII–LHCII од спанаќ

Организацијата на ПСИИ и…

Слика 12. S-состојба циклус на оксидација на водата…

Слика 12. Циклус на S-состојба на оксидација на водата од кластерот на манган (прикажано како кругови со…

Слика 13. Основна структура на PSI–LHCI…

Слика 13. Основна структура на суперкомплексот PSI–LHCI од грашок

Организацијата на PSI и…

Слика 14. Цитохром б 6 ѓ комплекс

Слика 14. Цитохром б 6 ѓ комплекс

( А ) Структура извлечена од ПДБ код 1Q90. (…

Слика 15. Странична хетерогеност во тилакоидната мембрана…

Слика 15. Латерална хетерогеност во организацијата на тилакоидната мембрана

( А ) Електронска микрографија на…

Слика 16. Циклусот Калвин-Бенсон

Слика 16. Циклусот Калвин-Бенсон

Преглед на биохемискиот пат за фиксација на CO…

( А ) Структура на ензимот Рубиско (големите подединици се…

Слика 18. Дијаграм на Ц 4…

Слика 18. Дијаграм на Ц 4 растителен лист кој ја прикажува анатомијата на Кранц

Слика 19. В 4 патека (NADP…

Слика 19. В 4 патека (NADP + –тип на јаболков ензим) за фиксација на CO…


Преглед

Фотосинтезата е поделена на две групи на реакции: реакции зависни од светлина (светлина) и реакции независни од светлина (темно). Како што имплицираат нивните имиња, првиот сет директно зависи од светлината, додека вториот не зависи. Сепак, дури и темните реакции ќе престанат ако растенијата се лишени од светлина предолго, бидејќи тие се потпираат на производите од светлосните реакции.

Светлосните реакции, кои ја претвораат енергијата на светлината во хемиска енергија, се одвиваат во тилакоидните мембрани на хлоропластите, додека темните реакции, кои ја користат таа хемиска енергија за фиксирање на CO. 2 во органски молекули, се одвиваат во стромата на хлоропластот. Во светлосните реакции, енергијата на светлината се користи за "разделување на водата," одземање на пар електрони од неа (и предизвикува губење на двата водороди), со што се генерира молекуларен кислород. Енергијата во светлината се пренесува на овие електрони, а потоа се користи за генерирање на аденозин трифосфат ( АТП ) и електронски носач NADPH. Овие два производи ја носат енергијата и електроните генерирани во светлосните реакции до стромата, каде што се користат од темните реакции за синтеза на шеќери од CO. 2 .


Фотосинтеза Светлосни реакции

Не сите бранови должини на светлината се апсорбираат за време на фотосинтезата. Зелената, бојата на повеќето растенија, е всушност бојата што се рефлектира. Светлината што се апсорбира ја дели водата на водород и кислород:

H2O + светлосна енергија → ½ O2 + 2H+ + 2 електрони

  1. Возбудени електрони од Photosystem I можам да користам синџир за транспорт на електрони за да го редуцирам оксидираното P700. Ова поставува градиент на протон, кој може да генерира АТП. Крајниот резултат на овој циклус на проток на електрони, наречен циклична фосфорилација, е генерирањето на ATP и P700.
  2. Возбудените електрони од Photosystem I би можеле да течат низ различен транспортен синџир на електрони за да произведат NADPH, кој се користи за синтеза на јаглехидрати. Ова е нециклична патека во која P700 се редуцира со издигнат електрон од Photosystem II.
  3. Возбуден електрон од Photosystem II тече низ синџирот за транспорт на електрони од возбудениот P680 до оксидираната форма на P700, создавајќи градиент на протон помеѓу стромата и тилакоидите што генерира АТП. Нето резултатот од оваа реакција се нарекува нециклична фотофосфорилација.
  4. Водата го придонесува електронот кој е потребен за регенерирање на намалениот P680. Редукцијата на секоја молекула на NADP+ до NADPH користи два електрони и бара четири фотони. Се формираат две молекули на АТП.

Светлосни независни реакции

Кредит: Мајк Џонс [CC-BY-SA 3.0] Светлосните независни реакции се познати и како темни реакции или Циклус Калвин и искористете ги ATP и NADPH од реакциите зависни од светлина за фиксирање на гасовитиот CO2 во јаглехидратните столбови. Фотосинтезата често се поедноставува во 6CO2 + 6 ч2O + светло &ndash> C6Х12О6 + 6О2 . Сепак, вистинскиот производ е 3-фосфоглицерат кој може да се користи за генерирање на подолги јаглехидрати како гликоза. Почетната точка на фиксација на јаглерод е јаглехидратот Рибулоза 1,5-бифосфат. Ензимот Ribulose Bisphospate Carboxylase ( RuBisCO ) фаќа CO2 молекула на Рибулоза 1,5-бисфосфат за да генерира 2 молекули на 3-фосфоглицерат кои можат да влезат во процесот на глуконеогенезата да генерира гликоза. АТП од светлосните реакции потоа може да ја олесни конверзијата на 3-фосфоглицерат во 1,3 бисфосфоглицерат кој може да се редуцира со NADPH во глицералдехид-3-фосфат (G3P). G3P потоа може да се користи за регенерација на Ribulose 1,5-bisphosphate.

1: Фиксација на јаглерод со RuBisCO 2: Намалување со NADPH 3: Регенерација на рибулоза, 5-бисфосфат


41 Преглед на фотосинтезата

До крајот на овој дел, ќе можете да го направите следново:

  • Објаснете го значењето на фотосинтезата за другите живи организми
  • Опишете ги главните структури вклучени во фотосинтезата
  • Идентификувајте ги супстратите и производите на фотосинтезата

Фотосинтезата е од суштинско значење за целиот живот на земјата и растенијата и животните зависат од неа. Тоа е единствениот биолошки процес кој може да ја долови енергијата која потекнува од сончевата светлина и ја претвора во хемиски соединенија (јаглехидрати) кои секој организам ги користи за да го напојува својот метаболизам. Тоа е исто така извор на кислород неопходен за многу живи организми. Накратко, енергијата на сончевата светлина се „заробува“ за да се поттикнат електроните, чија енергија потоа се складира во ковалентните врски на молекулите на шеќерот. Колку долготрајни и стабилни се тие ковалентни врски? Енергијата што се извлекува денес со согорување на јаглен и нафтени продукти ја претставува енергијата на сончевата светлина заробена и складирана со фотосинтеза пред 350 до 200 милиони години за време на периодот на јаглерод.

Растенијата, алгите и групата бактерии наречени цијанобактерии се единствените организми способни да вршат фотосинтеза ((Слика)). Бидејќи користат светлина за производство на сопствена храна, тие се нарекуваат фотоавтотрофи (буквално, „самохранувачи кои користат светлина“). Другите организми, како што се животните, габите и повеќето други бактерии, се нарекуваат хетеротрофи („други хранители“), бидејќи тие мора да се потпираат на шеќерите произведени од фотосинтетичките организми за нивните енергетски потреби. Третата многу интересна група бактерии ги синтетизира шеќерите, не со користење на енергијата на сончевата светлина, туку со екстракција на енергија од неоргански хемиски соединенија. Поради оваа причина, тие се нарекуваат хемоавтотрофи.


Важноста на фотосинтезата не е само тоа што може да ја долови енергијата на сончевата светлина. На крајот на краиштата, гуштер кој се сонча на студен ден може да ја искористи сончевата енергија за да се загрее во процес т.н. терморегулација на однесувањето. Спротивно на тоа, фотосинтезата е од витално значење бидејќи еволуирала како начин за складирајте ја енергијата од сончевото зрачење (делот „фото-) до енергијата во јаглерод-јаглеродните врски на молекулите на јаглени хидрати (делот „-синтеза“). Тие јаглехидрати се изворот на енергија што хетеротрофите го користат за да ја напојуваат синтезата на АТП преку дишењето. Затоа, фотосинтезата напојува 99 проценти од екосистемите на Земјата. Кога врвен предатор, како што е волкот, плени елен ((слика)), волкот е на крајот од енергетскиот пат кој отишол од нуклеарни реакции на површината на сонцето, до видлива светлина, до фотосинтеза, до вегетација, до елени и на крај до волкот.


Главни структури и резиме на фотосинтезата

Фотосинтезата е процес во повеќе чекори кој бара специфични бранови должини на видлива сончева светлина, јаглерод диоксид (кој е со ниска енергија) и вода како супстрати ((Слика)). По завршувањето на процесот, тој ослободува кислород и произведува глицералдехид-3-фосфат (GA3P), како и едноставни молекули на јаглени хидрати (со висока енергија) кои потоа може да се претворат во гликоза, сахароза или која било од десетици други молекули на шеќер. Овие молекули на шеќер содржат енергија и јаглерод со енергија што им е потребен на сите живи суштества за да преживеат.


Следното е хемиската равенка за фотосинтеза ((Слика)):


Иако равенката изгледа едноставно, многуте чекори што се случуваат за време на фотосинтезата се всушност доста сложени. Пред да ги научите деталите за тоа како фотоавтотрофите ја претвораат сончевата светлина во храна, важно е да се запознаете со вклучените структури.

Основни фотосинтетички структури

Кај растенијата, фотосинтезата генерално се одвива во лисјата, кои се состојат од неколку слоеви на клетки. Процесот на фотосинтеза се случува во среден слој наречен мезофил. Размената на гасови на јаглерод диоксид и кислород се случува преку мали, регулирани отвори наречени стоми (еднина: стома), кои исто така играат улога во регулирањето на размената на гасови и рамнотежата на водата. Стомите обично се наоѓаат на долната страна на листот, што помага да се минимизира загубата на вода поради високите температури на горната површина на листот. Секоја стома е опкружена со заштитни клетки кои го регулираат отворањето и затворањето на стомите со отекување или собирање како одговор на осмотските промени.

Кај сите автотрофни еукариоти, фотосинтезата се одвива во органела наречена хлоропласт. За растенијата, клетките што содржат хлоропласт постојат претежно во мезофилот. Хлоропластите имаат двојна мембранска обвивка (составена од надворешна и внатрешна мембрана) и потекнуваат од древните цијанобактерии кои слободно живеат. Во хлоропластот се наредени структури во облик на диск наречени тилакоиди. Вграден во тилакоидната мембрана е хлорофилот, пигмент (молекула што ја апсорбира светлината) одговорен за почетната интеракција помеѓу светлината и растителниот материјал и бројни протеини кои го сочинуваат синџирот за транспорт на електрони. Тилакоидната мембрана опфаќа внатрешен простор наречен тилакоиден лумен. Како што е прикажано на (слика), куп тилакоиди се нарекува гранум, а просторот исполнет со течност што го опкружува гранумот се нарекува строма или „легло“ (да не се меша со стома или „уста“, отвор на епидермисот на листот ).


Во топол, сув ден, чуварите на растенијата ги затвораат стомите за да ја зачуваат водата. Какво влијание ќе има ова врз фотосинтезата?

Двата дела на фотосинтезата

Фотосинтезата се одвива во две последователни фази: реакции зависни од светлина и реакции независни од светлина. Во реакциите зависни од светлината, енергијата од сончевата светлина се апсорбира од хлорофилот и таа енергија се претвора во складирана хемиска енергија. Во реакциите независни од светлина, хемиската енергија собрана за време на реакциите зависни од светлината го поттикнува составувањето на молекулите на шеќер од јаглерод диоксид. Затоа, иако реакциите независни од светлината не користат светлина како реактант, тие бараат производите од реакциите зависни од светлината да функционираат. Покрај тоа, сепак, неколку ензими на реакциите независни од светлината се активираат со светлина. Реакциите зависни од светлина користат одредени молекули за привремено складирање на енергијата: тие се нарекуваат енергетски носители. Носачите на енергија кои ја движат енергијата од реакции зависни од светлина до реакции независни од светлина може да се сметаат за „полни“ бидејќи се богати со енергија. Откако ќе се ослободи енергијата, „празните“ носители на енергија се враќаат во реакцијата зависна од светлина за да добијат повеќе енергија. (Слика) ги илустрира компонентите внатре во хлоропластот каде што се случуваат реакциите зависни од светлина и независните од светлината.


Кликнете на врската за да дознаете повеќе за фотосинтезата.

Фотосинтеза во самопослуга


Големите намирници во Соединетите Држави се организирани во одделенија, како што се млечни производи, месо, производи, леб, житарки и така натаму. Секоја патека ((Слика)) содржи стотици, ако не и илјадници различни производи за клиентите да ги купат и консумираат.

Иако има голема разновидност, секоја ставка на крајот може да се поврзе со фотосинтезата. Месото и млечните производи се поврзуваат, бидејќи животните биле хранети со растителна храна. Лебот, житариците и тестенините главно доаѓаат од скробни зрна, кои се семиња на растенија зависни од фотосинтезата. Што е со десертите и пијалоците? Сите овие производи содржат шеќер - сахарозата е растителен производ, дисахарид, молекула на јаглени хидрати, која е изградена директно од фотосинтезата. Покрај тоа, многу предмети помалку очигледно потекнуваат од растенија: на пример, хартиените производи се генерално растителни производи, а многу пластика (изобилство како производи и пакувања) се добиени од „алги“ (едноклеточни организми слични на растенија и цијанобактерии). Практично секој зачин и арома во патеката за зачини бил произведен од растение како лист, корен, кора, цвет, овошје или стебло. На крајот на краиштата, фотосинтезата се поврзува со секој оброк и секоја храна што една личност ја консумира.

Резиме на делот

Процесот на фотосинтеза го трансформираше животот на Земјата. Со искористување на енергијата од сонцето, еволуцијата на фотосинтезата им овозможи на живите суштества пристап до огромни количини на енергија. Поради фотосинтезата, живите суштества добија пристап до доволно енергија што им овозможи да изградат нови структури и да го постигнат биодиверзитетот што е евидентен денес.

Само одредени организми (фотоавтотрофи) можат да вршат фотосинтеза, потребно е присуство на хлорофил, специјализиран пигмент кој апсорбира одредени бранови должини од видливиот спектар и може да ја фати енергијата од сончевата светлина. Фотосинтезата користи јаглерод диоксид и вода за да ги собере молекулите на јаглени хидрати и да го ослободи кислородот како нуспроизвод во атмосферата. Еукариотските автотрофи, како што се растенијата и алгите, имаат органели наречени хлоропласти во кои се одвива фотосинтеза и се акумулира скроб. Кај прокариотите, како што се цијанобактериите, процесот е помалку локализиран и се јавува во склопени мембрани, екстензии на плазма мембраната и во цитоплазмата.

Прашања за визуелна врска

(Слика) Во топол, сув ден, чуварите на растенијата ги затвораат стомите за да ја зачуваат водата. Какво влијание ќе има ова врз фотосинтезата?

(Слика) Нивоата на јаглерод диоксид (неопходен фотосинтетички супстрат) веднаш ќе паднат. Како резултат на тоа, стапката на фотосинтеза ќе биде инхибирана.

Прашања за преглед

Која од наведените компоненти е не се користи и од растенијата и од цијанобактериите за извршување на фотосинтезата?

Кои два главни производи произлегуваат од фотосинтезата?

  1. кислород и јаглерод диоксид
  2. хлорофил и кислород
  3. шеќери/јаглехидрати и кислород
  4. шеќери/јаглехидрати и јаглерод диоксид

Во кој оддел на растителната клетка се случуваат реакциите на фотосинтезата независни од светлина?

Која изјава за тилакоидите кај еукариотите е не точно?

  1. Тилакоидите се собираат во купишта.
  2. Тилакоидите постојат како лавиринт од преклопени мембрани.
  3. Просторот околу тилакоидите се нарекува строма.
  4. Тилакоидите содржат хлорофил.

Предвидете го крајниот резултат ако ензимите независни од светлината на хлоропластот развијат мутација што ги спречи да се активираат како одговор на светлината.

  1. Акумулација на GA3P
  2. Акумулација на ATP и NADPH
  3. Акумулација на вода
  4. Осиромашување на јаглерод диоксид

Како се слични молекулите NADPH и GA3P направени за време на фотосинтезата?

  1. И двајцата се крајни продукти на фотосинтезата.
  2. И двете се супстрати за фотосинтеза.
  3. И двете се произведуваат од јаглерод диоксид.
  4. И двајцата складираат енергија во хемиски врски.

Прашања за критичко размислување

Каков е севкупниот исход од светлосните реакции во фотосинтезата?

Исходот од светлосните реакции во фотосинтезата е конверзија на сончевата енергија во хемиска енергија што хлоропластите можат да ја искористат за извршување на работата (најчесто анаболично производство на јаглени хидрати од јаглерод диоксид).

Зошто месојадите, како што се лавовите, се зависни од фотосинтезата за да преживеат?

Затоа што лавовите јадат животни кои јадат растенија.

Зошто енергетските носачи се сметаат за „полни“ или „празни“?

Носачите на енергија кои се движат од реакцијата зависна од светлина до реакцијата независна од светлината се „полни“ затоа што носат енергија. Откако ќе се ослободи енергијата, „празните“ носители на енергија се враќаат во реакцијата зависна од светлина за да добијат повеќе енергија. Не е вклучено многу вистинско движење. И ATP и NADPH се произведуваат во стромата каде што исто така се користат и повторно се претвораат во ADP, Pi и NADP +.

Опишете како популацијата на сиви волци ќе биде погодена од вулканска ерупција која исфрли густ облак од пепел што ја блокираше сончевата светлина во дел од Националниот парк Јелоустоун.

Сивите волци се врвни предатори во нивната прехранбена мрежа, што значи дека консумираат помали плен животни и не се плен на кое било друго животно. Блокирањето на сончевата светлина ќе ги спречи растенијата на дното на прехранбената мрежа да вршат фотосинтеза. Ова би убило многу од растенијата, намалувајќи ги изворите на храна достапни за помалите животни во Јелоустоун. Помалата популација на животни плен значи дека помалку волци можат да преживеат во областа, а популацијата на сиви волци ќе се намали.

Како затворањето на стомите ја ограничува фотосинтезата?

Стоматите ја регулираат размената на гасови и водена пареа помеѓу листот и неговата околина. Кога стомите се затворени, молекулите на водата не можат да избегаат од листот, но листот исто така не може да добие нови молекули на јаглерод диоксид од околината. Ова ги ограничува реакциите независни од светлина да продолжат само додека не се исцрпат резервите на јаглерод диоксид во листот.

Речник


Тилакоиди во алги и цијанобактерии

Додека тилакоидите во растителните клетки формираат купишта грана во растенијата, тие може да бидат расклопени кај некои видови алги.

Додека алгите и растенијата се еукариоти, цијанобактериите се фотосинтетички прокариоти. Тие не содржат хлоропласти. Наместо тоа, целата клетка делува како еден вид тилакоид. Цијанобактеријата има надворешен клеточен ѕид, клеточна мембрана и тилакоидна мембрана. Внатре во оваа мембрана се наоѓа бактериската ДНК, цитоплазмата и карбоксизомите. Тилакоидната мембрана има функционални синџири за пренос на електрони кои ја поддржуваат фотосинтезата и клеточното дишење. Тилакоидните мембрани на цијанобактериите не формираат грана и строма. Наместо тоа, мембраната формира паралелни листови во близина на цитоплазматската мембрана, со доволно простор помеѓу секој лист за фикобилизомите, структурите што собираат светлина.


Погледнете го видеото: Ζουζούνια - Η κουκουβάγια Official (Јуни 2022).


Коментари:

  1. Curran

    You obviously were mistaken

  2. Fenrikinos

    Ви благодариме за помошта во ова прашање. Не го знаев ова.

  3. Benn

    Мислам дека грешите. Пиши ми во ПМ, ќе се справиме.

  4. Kay

    Потврдувам. Се придружувам на сите погоре. Можеме да комуницираме на оваа тема. Овде или во премиерот.

  5. Odhert

    Според мое мислење, тој не е во ред. Предлагам да разговараме за тоа. Пишувај ми во попладне.



Напишете порака