Fotosintesis - apa itu? tahap fotosintesis. Hal fotosintesis

Apakah Anda pernah bertanya-tanya berapa banyak dunia organisme hidup?! Dan karena semua yang mereka butuhkan untuk menghirup oksigen untuk mengembangkan energi dan menghembuskan napas karbon dioksida. Yaitu karbon dioksida - penyebab utama fenomena ini, sebagai ruang pengap. Hal ini terjadi ketika ada banyak orang, dan ruang untuk waktu yang lama tidak ditayangkan. Selain itu, zat-zat beracun mengisi fasilitas udara, mobil pribadi dan angkutan umum.

Dalam pandangan tersebut di atas, ada pertanyaan logis: bagaimana kita belum tercekik, jika semua kehidupan adalah sumber karbon dioksida beracun? Juruselamat semua makhluk hidup dalam situasi ini bertindak sebagai fotosintesis. Apa adalah proses dan apa pentingnya hal itu?

Hasilnya - Saldo karbon dioksida dan saturasi oksigen dari udara. Proses ini dikenal hanya perwakilan dari flora dunia, ada tanaman, karena hanya terjadi dalam sel mereka.

Fotosintesis sendiri - prosedur yang sangat rumit, tergantung pada kondisi tertentu, dan berlangsung dalam beberapa tahap.

definisi

Menurut definisi ilmiah, zat organik dalam perjalanan fotosintesis diubah menjadi organik pada tingkat sel, organisme autotrophic karena paparan cahaya sinar matahari.

Untuk mengatakan bahasa yang lebih dimengerti, fotosintesis adalah proses di mana berikut terjadi:

1. Tanaman ini jenuh dengan uap air. Sumber air mungkin air atau dari tanah udara tropis lembab.
2. Hal ini terjadi reaksi klorofil (zat tertentu yang terkandung dalam tanaman) efek energi surya.
3. Pendidikan Flora penting makanan yang mereka hasilkan sendiri tidak mampu cara heterotrofik, sedangkan mereka sendiri adalah produsen. Dengan kata lain, tanaman diberi makan oleh fakta bahwa mereka sendiri menghasilkan. Ini adalah hasil dari fotosintesis.

Langkah Satu

Hampir setiap tanaman mengandung bahan hijau, oleh yang dapat menyerap cahaya. Zat ini tidak lebih dari klorofil a. Lokasinya - kloroplas. Tapi kloroplas terletak di batang tanaman dan buahnya. Tapi terutama umum dalam fotosintesis daun alam. Karena yang terakhir ini cukup sederhana dalam struktur dan memiliki luas permukaan yang relatif besar, yang berarti bahwa volume energi yang diperlukan untuk terjadinya penyelamat proses akan jauh lebih.

Ketika cahaya diserap oleh klorofil, yang terakhir dalam keadaan kegembiraan, dan janji-janji energi mereka ditransfer ke molekul organik lainnya dari tanaman. Jumlah terbesar dari energi tersebut berjalan proses peserta fotosintesis.

Langkah kedua

Fotosintesis Pendidikan pada tahap kedua tidak memerlukan partisipasi dunia. Ini terdiri dalam pembentukan ikatan kimia dengan penggunaan karbon dioksida beracun yang dihasilkan dari air dan massa udara. Juga sintesis set zat yang memberikan kemampuan untuk hidup tumbuhan. Ini adalah pati, glukosa.

Pada tumbuhan unsur organik seperti bertindak sebagai sumber daya untuk bagian-bagian individu dari tanaman, sekaligus menyediakan normal proses vital. Zat ini diproduksi dan fauna, yang menggunakan tanaman untuk makanan. Tubuh manusia jenuh dengan zat ini melalui makanan, yang termasuk dalam makanan sehari-hari.

Apa? Dimana? Ketika?

Untuk zat organik dalam organik berubah, perlu untuk memberikan kondisi yang sesuai untuk fotosintesis. Untuk proses ini diperlukan di tempat pertama cahaya. Kita berbicara tentang buatan, dan sinar matahari. Nature biasanya aktivitas tanaman ditandai dengan intensitas musim semi dan musim panas, yaitu ketika ada kebutuhan untuk menerima sejumlah besar energi surya. tidak dapat dikatakan tentang pori musim gugur, ketika lampu lebih sedikit, hari lebih pendek. Akibatnya, daun menguning, dan kemudian benar-benar jatuh. Tapi begitu sinar musim semi bersinar pertama matahari, hijau naik rumput segera melanjutkan kegiatan klorofil, dan akan memulai pengembangan aktif oksigen dan lainnya nutrisi, yang bersifat vital.

kondisi fotosintesis meliputi tidak hanya kehadiran cahaya ambient. Kelembaban juga harus cukup. Setelah semua, tanaman menyerap kelembaban pertama, dan kemudian reaksi dimulai dengan energi matahari. Hasil dari proses ini dan produk nutrisi tanaman.

Hanya jika ada fotosintesis zat hijau. Apa klorofil, kami sebutkan di atas. Mereka adalah jenis konduktor antara cahaya atau energi matahari dan tanaman itu sendiri, memastikan tentunya tepat kehidupan dan kegiatan mereka. zat hijau memiliki kapasitas penyerapan pluralitas sinar matahari.

Hal ini memainkan peran penting dan oksigen. Untuk proses fotosintesis berhasil, tanaman membutuhkan banyak, karena komposisinya hanya 0,03% asam karbonat. Oleh karena itu dari 20 000 m ^{3 udara} bisa mendapatkan 6 m ³ asam. Ini adalah bahan yang terakhir - bahan baku utama untuk glukosa, yang pada gilirannya, adalah zat yang diperlukan untuk kehidupan.

Ada dua tahap fotosintesis. Yang pertama disebut cahaya, dan yang kedua - gelap.

Apa mekanisme tahap ringan perkolasi

Tahap cahaya fotosintesis adalah nama lain - fotokimia. Para peserta utama dalam tahap ini adalah:

• energi surya;
• berbagai pigmen.

Dengan komponen pertama yang jelas, itu adalah sinar matahari. Tapi apa adalah pigmen tidak mengenal satu sama. Mereka datang dalam warna hijau, kuning, merah atau biru. Untuk menyertakan kelompok klorofil hijau "A" dan "B" ke kuning dan merah / biru - phycobilins masing-masing. Kegiatan fotokimia hanya klorofil pameran di antara para peserta dalam tahap proses "A". Sisanya milik peran pelengkap, esensi yang - koleksi kuanta cahaya dan transportasi mereka ke pusat fotokimia.

Sejak klorofil diberkahi dengan kapasitas penyerapan yang efisien energi surya dengan panjang gelombang tertentu berikut sistem fotokimia telah diidentifikasi:

- pusat Fotokimia 1 (soal "A" kelompok hijau) - termasuk dalam 700 pigmen sinar menyerap cahaya yang panjangnya sekitar 700 nm. Pigmen ini milik peranan penting dalam penciptaan produk dari tahap cahaya fotosintesis.

- Fotokimia pusat 2 (kelompok zat hijau "B") - bagian dari pigmen 680 termasuk yang menyerap sinar cahaya dari 680 nm panjang. Dia memiliki Aktor, yang terdiri dalam mengisi fungsi elektron kehilangan pusat fotokimia 1. Hal ini dicapai melalui cairan hidrolisis.

Pada 350- 400 molekul pigmen bahwa terkonsentrasi fluks cahaya dalam fotosistem 1 dan 2 hanya memiliki satu molekul pigmen, yang merupakan fotokimia aktif - klorofil kelompok "A".

Apa yang terjadi?

1. Energi yang cahaya yang diserap oleh tanaman, memiliki efek pada pigmen yang terkandung di dalamnya 700, yang melewati dari keadaan normal ke keadaan eksitasi. Pigmen kehilangan elektron, menghasilkan apa yang disebut lubang elektron. Selanjutnya, molekul pigmen yang telah kehilangan elektron, dapat bertindak sebagai akseptor, yaitu, partai menerima elektron, dan mengembalikan formulir.

2. Proses dekomposisi fotokimia cairan di tengah cahaya menyerap pigmen 680 fotosistem 2. Pada penguraian air elektron terbentuk yang awalnya diterima material seperti sitokrom C550, dan diidentifikasi oleh surat Q. Kemudian, dengan elektron sitokrom memasuki operator sirkuit dan diangkut ke pusat 1 untuk fotokimia yang mengisi lubang e, yang merupakan hasil dari penetrasi kuanta cahaya dan proses pemulihan pigmen 700.

Ada kalanya molekul seperti mendapat kembali elektron tetap identik. Hal ini akan menyebabkan isolasi energi cahaya sebagai panas. Tapi hampir selalu elektron memiliki muatan negatif, ditambah dengan protein besi-sulfur khusus dan dilakukan di salah satu rantai atau pigmen 700 jatuh ke sirkuit vektor lain dan bersatu kembali dengan akseptor konstan.

Dalam perwujudan pertama, ada transpor elektron tipe tertutup siklik, di kedua - siklik.

Kedua proses jatuh pada langkah pertama fotosintesis di bawah mengkatalisasi rantai yang sama dari pembawa elektron. Tapi perlu dicatat bahwa untuk jenis fotofosforilasi siklik memulai dan mengakhiri secara bersamaan mengangkut titik Chl, sedangkan saat transisi siklik melibatkan mengangkut zat hijau "B" kelompok untuk klorofil "A".

Fitur transportasi siklik

Fosforilasi siklik juga disebut fotosintesis. Sebagai hasil dari proses ini menghasilkan molekul ATP. Dasar ini adalah transportasi kembali setelah tahap berturut-turut beberapa di elektron keadaan tereksitasi pada pigmen di 700, dimana energi dilepaskan, bagian penerima dalam sistem enzim fosforilasi akumulasi lebih lanjut dalam ikatan fosfat dari ATP. Artinya, energi tidak hilang.

Fosforilasi siklik adalah reaksi utama fotosintesis, berdasarkan pembentukan energi teknologi kimia pada kloroplas tilaktoidov permukaan membran dengan menggunakan energi sinar matahari.

Tanpa reaksi fosforilasi fotosintesis asimilasi di fase gelap fotosintesis tidak mungkin.

Nuansa mengangkut jenis nonsiklik

Proses ini terdiri dalam memulihkan NADP + dan NADPH pembentukan N *. Mekanisme ini didasarkan pada transfer elektron ferredoxin reaksi reduksi dan transisi berikutnya ke NADP + dengan pengurangan lebih lanjut untuk NADP * H.

Akibatnya, elektron yang kehilangan pigmen 700, elektron diisi ulang melalui air yang terurai oleh sinar cahaya dalam fotosistem 2.

jalan asiklik elektron yang mengalir juga menyiratkan fotosintesis cahaya dilakukan dengan mereaksikan bersama dua fotosistem, menghubungkan mereka rantai transpor elektron. elektron energi cahaya mengarahkan aliran kembali. Selama transportasi dari pusat fotokimia 1 ke pusat 2 elektron kehilangan sebagian energi mereka karena akumulasi potensial proton pada tilaktoidov permukaan membran.

Pada fase gelap proses fotosintesis menciptakan potensi proton-jenis dalam rantai transpor elektron, dan operasi untuk pembentukan ATP dalam kloroplas hampir identik dengan proses yang sama di mitokondria. Tapi fitur masih ada. Tilaktoidami dalam situasi ini adalah mitokondria twist pada sisi yang salah. Ini adalah alasan utama bahwa elektron dan proton bergerak melalui membran dalam arah yang berlawanan relatif terhadap aliran transfer dalam membran mitokondria. Elektron diangkut ke luar, dan proton terakumulasi dalam interior tilaktoidnogo matriks. Terakhir hanya membutuhkan muatan positif, dan tilaktoida membran luar - negatif. Dari sini berarti bahwa jalan dari proton jenis gradien berlawanan jalan ke mitokondria.

Fitur lainnya adalah pH tinggi dalam potensi proton.

Fitur ketiga adalah adanya dua rantai tilaktoidnoy situs konjugasi dan sebagai konsekuensinya rasio molekul ATP untuk proton sama dengan 1: 3.

kesimpulan

Pada langkah pertama fotosintesis adalah interaksi energi cahaya (neiskusstvennoy buatan dan) dari pabrik. Bereaksi terhadap sinar materi hijau - klorofil, yang sebagian besar terkandung dalam daun.

Pembentukan ATP dan NADP * H - hasil dari reaksi tersebut. Produk-produk ini diperlukan untuk terjadinya reaksi gelap. Akibatnya, tahap ringan - proses pengikatan, tanpa yang akan menjadi langkah kedua - gelap.

Tahap gelap: esensi dan kekhasan

Gelap fotosintesis dan reaksinya adalah karbon dioksida prosedur zat organik untuk mendapatkan karbohidrat. Pelaksanaan reaksi ini terjadi di stroma kloroplas dan partisipasi aktif dari produk mengambil langkah pertama fotosintesis - cahaya.

Pada langkah berdasarkan gelap mekanisme fotosintesis pada proses asimilasi karbon dioksida (juga disebut karboksilasi fotokimia, Calvin siklus), yang ditandai dengan siklus. Ini terdiri dari tiga tahap:

1. Karbonasi - aksesi CO _2.
2. fase restoratif.
3. Fase regenerasi ribulozodifosfat.

Ribulofosfat - gula dengan lima atom karbon - cocok untuk prosedur fosforilasi dengan mengorbankan ATP, sehingga menghasilkan ribulozodifosfat yang selanjutnya mengalami karboksilasi oleh koneksi ke produk CO ₂ dengan enam karbon, yang langsung terurai dengan reaksi dengan molekul air, menciptakan dua spesies molekul asam fosfogliserat . Kemudian asam menjalani pemulihan lengkap dalam pelaksanaan reaksi enzimatik yang diperlukan kehadiran ATP dan NADP untuk membentuk gula untuk tiga karbon - gula tiga-karbon, triose atau aldehida fosfogliseraldehida. Ketika dua molekul heksosa kental triose tersebut diperoleh, yang dapat menjadi bagian dari molekul pati dan cadangan debug.

Fase ini berakhir dengan kenyataan bahwa selama proses fotosintesis, diserap oleh satu molekul CO ₂ dan menggunakan tiga molekul ATP dan empat atom H Geksozofosfat setuju dengan reaksi dari siklus pentosa fosfat, sehingga regenerasi ribulozofosfata yang dapat bersatu kembali dengan molekul lain dari asam karbonat.

Reaksi karboksilasi, pemulihan, regenerasi tidak dapat dianggap semata-mata untuk sel-sel tertentu di mana fotosintesis berlangsung. Apa yang dimaksud dengan "seragam" proses aliran, juga tidak bisa mengatakan, karena masih ada perbedaan - ketika proses pemulihan menggunakan NADPH + H daripada NAD + H.

Aksesi CO ₂ ribulozodifosfat mengalami katalisis, yang menyediakan ribulozodifosfatkarboksilaza. Produk reaksi adalah 3-fosfogliserat, pulih dengan mengorbankan NADPH * H2 dan ATP untuk gliseraldehida-3-fosfat. Proses reduksi dikatalisis oleh gliseraldehida dehidrogenase 3-fosfat. Yang terakhir ini dengan mudah diubah menjadi dihidroksiaseton fosfat. Pembentukan fruktozobisfosfata. Bagian dari molekul yang terlibat dalam ribulozodifosfat proses regenerasi, menutup siklus, dan bagian kedua dioperasikan untuk membuat karbohidrat cadangan dalam sel fotosintesis, yaitu ia memiliki fotosintesis karbohidrat.

energi cahaya diperlukan untuk fosforilasi dan sintesis zat organik, dan energi oksidasi zat organik diperlukan untuk fosforilasi oksidatif. Itulah sebabnya vegetasi memberikan kehidupan kepada hewan dan organisme lain yang heterotrofik.

Fotosintesis pada sel-sel tumbuhan terjadi dengan cara ini. Produknya adalah karbohidrat yang diperlukan untuk penciptaan kerangka karbon berbagai zat flora dunia yang berasal dari organik.

zat nitrogen organik diserap dalam jenis organisme fotosintetik oleh pengurangan nitrat anorganik, dan belerang - karena pengurangan sulfat kelompok sulfhidril dari asam amino. Menyediakan pembentukan protein, asam nukleat, lipid, karbohidrat, kofaktor adalah fotosintesis. Apa yang dimaksud dengan "piring" zat penting untuk tanaman telah ditekankan, namun pada produk sintesis sekunder yang merupakan zat obat yang berharga (flavonoid, alkaloid, terpen, polifenol, steroid, orgkisloty dan lain-lain), tidak kata kata. Oleh karena itu, tidak berlebihan untuk mengatakan bahwa fotosintesis - kunci untuk kehidupan tanaman, hewan dan manusia.