Hageforhold

Prosessen med fotosyntese: Kort og tydelig for barn

Pin
Send
Share
Send
Send


I lysfase av fotosynt syntetiseres ATP og NADP · H.2 på grunn av strålende energi. Det skjer på kloroplastetyakoiderhvor pigmenter og enzymer danner komplekse komplekser for funksjon av elektrokjemiske kretser, hvorved elektroner og delvis hydrogenprotoner overføres.

Elektronene ender til slutt i coenzymet NADP, som, som belastes negativt, tiltrekker seg en del av protonene til seg selv og blir til NADPH2. Akkumuleringen av protoner på den ene siden av tylakoidmembranen og elektronene langs den andre skaper også en elektrokjemisk gradient, hvis potensial brukes av enzymet ATP-syntetase for å syntetisere ATP fra ADP og fosforsyre.

De viktigste pigmentene i fotosyntese er forskjellige klorofyler. Deres molekyler fanger strålingen av visse, delvis forskjellige lysspekter. Samtidig overfører noen elektroner av klorofylmolekyler til et høyere energinivå. Dette er en ustabil tilstand, og i teorien må elektroner, av samme stråling, overføre til energi, mottatt fra utsiden og tilbake til forrige nivå. Imidlertid blir det i fotosyntetiserende celler fanget av akseptorer, og med en gradvis reduksjon i energien overføres de langs en bærerkjede.

På thylakoidmembraner er det to typer fotosystemer som avgir elektroner når de blir utsatt for lys. Fotosystemer er et komplekst kompleks av for det meste klorofyllpigmenter med et reaksjonssenter, hvorfra elektroner bryter seg bort. I fotosystemet fanger sollys mange molekyler, men all energi samles inn i reaksjonssenteret.

Elektronene til fotosystemet I, som går gjennom bærerkjeden, reduserer NADPH.

Energien til elektroner løsrevet fra fotosystemet II brukes til å syntetisere ATP. Og elektronene til fotosystemet II fyller selv elektronhullene i fotosystem I.

Hullene i det andre fotosystemet er fylt med elektroner som kommer fra fotolyse av vann. Fotolyse forekommer også med lysets deltakelse og er dekomponeringen av H2O til protoner, elektroner og oksygen. Det er som et resultat av fotolyse av vann at fri oksygen dannes. Protoner er involvert i opprettelsen av en elektrokjemisk gradient og reduksjonen av NADPH. Elektroner mottar klorofyll fotosystem II.

Den omtrentlige totale ligning av lysfasen av fotosyntese:

H2O + NADF + 2ADF + 2F → ½O2 + NADF · H2 + 2ATP

Syklisk elektron transport

Ovennevnte er den såkalte ikke-cyklisk lysfase av fotosyntese. Det er fortsatt syklisk elektron transport når NADP utvinning ikke forekommer. I dette tilfellet går elektronene fra fotosystemet jeg til bærekjeden, hvor ATP syntetiseres. Det vil si, denne elektrontransportkjeden får elektroner fra fotosystem I, ikke II. Det første fotosystemet ser ut til å implementere en syklus: de elektronene som sendes ut til det, returneres til det. På vei tilbringer de en del av sin energi på ATP-syntese.

Fotofosforylering og oksidativ fosforylering

Lysfasen av fotosyntese kan sammenlignes med scenen for cellulær respirasjon - oksidativ fosforylering, som forekommer på mitokondriell cristae. Der blir også ATP syntetisert ved å overføre elektroner og protoner langs bærerkjeden. Imidlertid, når det gjelder fotosyntese, lagres energi i ATP ikke for cellens behov, men hovedsakelig for behovene til den mørke fasen av fotosyntese. Og hvis, når det puster, er organiske stoffer den primære energikilden, så under fotosyntese - sollys. ATP-syntese under fotosyntese kalles fotofosforyleringsnarere enn oksidativ fosforylering.

Den mørke fasen av fotosyntese

For første gang ble den mørke fasen av fotosyntese studert i detalj av Calvin, Benson, Bassam. Reaksjonssyklusen som ble åpnet av dem ble senere kalt Calvin-syklusen, eller C3- fotosyntese Visse grupper av planter har en modifisert fotosyntesevei - C4Også kalt Hatch-Slack syklusen.

I de mørke reaksjonene av fotosyntese er CO fast.2. Den mørke fasen fortsetter i strom av kloroplast.

CO utvinning2 oppstår på grunn av energien til ATP og reduksjonskraften av NADF · H2generert i lyse reaksjoner. Uten dem oppstår ikke karbonfiksering. Derfor, selv om den mørke fasen ikke direkte er avhengig av lys, fortsetter den vanligvis også i lys.

Calvin Cycle

Den første reaksjonen av den mørke fasen er tilsetningen av CO2 (karbonatiseringe) til 1,5-ribulezobifosfat (ribulose-1,5-difosfat) – RiBF. Sistnevnte er en dobbelt fosforylert ribose. Denne reaksjonen katalyseres av enzymet ribulose-1,5-difosfatkarboxylase, også kalt Rubisco.

Som et resultat av karboksylering dannes en ustabil seks-karbonforbindelse, som dekomponerer i to tre-karbonmolekyler som et resultat av hydrolyse. fosfoglycerinsyre (PGA) - Det første produktet av fotosyntese. PGA kalles også fosfoglyserat.

PGA inneholder tre karbonatomer, hvorav den ene er en del av syrekarboksylgruppen (-COOH):

PGC danner tre karbon sukker (glyceraldehyd fosfat) triosephosphat (TF)inkluderer allerede en aldehydgruppe (-CHO):

FGK (3-syre) → TF (3-sukker)

ATP-energien og reduksjonskraften av NADP · H blir brukt på denne reaksjonen.2. TF er det første karbohydratet av fotosyntese.

Deretter tilbys det meste av triosfosfatet på regenerering av ribulosobifosfat (ReBP), som igjen brukes til å binde CO2. Regenerering inkluderer en rekke ATP-relaterte reaksjoner som involverer sukkerfosfater med 3 til 7 karbonatomer.

I en slik syklus av RibF og er syklusen til Calvin.

Fra Calvins syklus kommer den minste delen av den dannede TF. I form av 6 bundne karbondioksidmolekyler er utbyttet 2 triosfosfatmolekyler. Total syklusrespons med inngangs- og utgangsprodukter:

Samtidig deltar 6 RIB molekyler i bindingen, og 12 PGA molekyler dannes, som blir 12 TF, hvorav 10 molekyler forblir i syklusen og omdannes til 6 RIB molekyler. Siden TF er tre-karbon sukker, og RibBP er fem-karbon, så har vi med hensyn til karbonatomer: 10 * 3 = 6 * 5. Antallet karbonatomer som gir syklusen endres ikke, alt nødvendig RibF regenereres. Og de seks molekylene karbondioksid som kom inn i syklusen, blir brukt på dannelsen av to triosfosfatmolekyler som forlater syklusen.

På Calvins syklus pr 6 bundet CO molekyler2 18 ATP molekyler og 12 NADP · H molekyler konsumeres2, som ble syntetisert i reaksjonene av lysfasen av fotosyntese.

Beregningen utføres på to molekyler som forlater syklusen av triosfosfat, siden glukosemolekylet som dannes senere, inneholder 6 karbonatomer.

Triosephosphat (TF) er sluttproduktet av Calvin-syklusen, men det er vanskelig å kalle det sluttproduktet av fotosyntese, siden det nesten ikke akkumuleres, og reagerer med andre stoffer, blir til glukose, sukrose, stivelse, fett, fettsyrer, aminosyrer. I tillegg til TF spiller en viktig rolle FGK. Imidlertid forekommer slike reaksjoner ikke bare i fotosyntetiske organismer. I denne forstand er den mørke fasen av fotosyntese den samme som Calvin-syklusen.

PGCer produserer seks karbon sukker for trinn enzymatisk katalyse. fruktose 6-fosfatsom blir til glukose. I planter kan glukose polymerisere til stivelse og cellulose. Syntese av karbohydrater ligner prosessen med omvendt glykolyse.

Hva annet er viktig for planter?

Som mennesker trenger planter også næringsstoffer for å opprettholde helse, vokse og utføre sine vitale funksjoner godt. De får mineraler oppløst i vann fra jorden gjennom røttene. Hvis jorda mangler mineralske næringsstoffer, vil planten ikke utvikle seg normalt. Bønder sjekker ofte jorda for å sikre at det har nok næringsstoffer til å vokse avlinger. Ellers ta til bruk av gjødsel som inneholder grunnleggende mineraler for ernæring og plantevekst.

Hvorfor er fotosyntese så viktig?

Forklarer fotosyntesen kort og tydelig for barn, er det verdt å nevne at denne prosessen er en av de viktigste kjemiske reaksjonene i verden. Hva er årsakene til en så høy uttalelse? For det første strømmer fotosyntesen planter, som igjen tilfører alle andre levende vesener på planeten, inkludert dyr og mennesker. For det andre, som et resultat av fotosyntese, slippes oksygen som er nødvendig for åndedrett ut i atmosfæren. Alle levende ting puster inn oksygen og puster ut karbondioksid. Heldigvis gjør plantene det motsatte, så de er svært viktige for mennesker og dyr, da de gir dem muligheten til å puste.

Utrolig prosess

Planter, det viser seg, vet også hvordan å puste, men i motsetning til mennesker og dyr absorberer de karbondioksid i stedet for oksygen fra luften. Planter drikker også. Det er derfor du trenger å vanne dem, ellers vil de dø. Ved hjelp av rotsystemet transporteres vann og næringsstoffer til alle deler av plantelegemet, og absorpsjon av karbondioksid skjer gjennom de små hullene i bladene. Utløseren for utløsing av en kjemisk reaksjon er sollys. Alle oppnådde metabolske produkter brukes av planter for ernæring, oksygen slippes ut i atmosfæren. På denne måten kan du forklare kort og tydelig hvordan prosessen med fotosyntese fortsetter.

Fotosyntese: Lys og mørke faser av fotosyntese

Prosessen i spørsmålet består av to hoveddeler. Det er to faser av fotosyntese (beskrivelse og tabell - heretter). Den første kalles lysfasen. Det forekommer bare i nærvær av lys i membranene av thylakoider med deltagelse av klorofyll, elektronoverføringsproteiner og enzymet ATP-syntetase. Hva skjuler i tillegg fotosyntese? Lys og mørke faser av fotosyntese veksler med hverandre som dag og natt kommer på (Calvin sykluser). Under den mørke fasen, produksjon av samme glukose, mat til planter. Denne prosessen kalles også en lysuavhengig reaksjon.

1. Reaksjoner som forekommer i kloroplaster er kun mulig i nærvær av lys. I disse reaksjonene blir lysenergien omgjort til kjemisk energi

2. Klorofyll og andre pigmenter absorberer energi fra sollys. Denne energien overføres til fotosystemene som er ansvarlige for fotosyntese.

3. Vann brukes til elektroner og hydrogenioner, og er også involvert i produksjon av oksygen.

4. Elektroner og hydrogenioner brukes til å lage ATP (energilagringsmolekyl), som er nødvendig i neste fase av fotosyntese.

1. Reaksjonen av lyscyklusen forekommer i strom av kloroplaster.

2. Kullsyre og energi fra ATP brukes som glukose.

konklusjon

Av det foregående kan følgende konklusjoner trekkes:

  • Fotosyntese er en prosess som lar deg motta energi fra solen.
  • Solens lysenergi omdannes til kjemisk energi av klorofyll.
  • Klorofyll gir planter en grønn farge.
  • Fotosyntese forekommer i kloroplaster av plantebladceller.
  • Kullsyre og vann er nødvendig for fotosyntese.
  • Karbondioksid kommer inn i planten gjennom små åpninger, stomata, gjennom hvilket oksygen frigjøres.
  • Vann absorberes i anlegget gjennom sine røtter.
  • Uten fotosyntese i verden ville det ikke være mat.

Definisjon av fotosyntese

Fotosyntese er en kjemisk prosess hvor planter, noen bakterier og alger produserer glukose og oksygen fra karbondioksid og vann, ved bruk av bare lys som energikilde.

Denne prosessen er ekstremt viktig for livet på jorden, fordi takket være det er oksygen utgitt, som alt liv avhenger av.

Hvorfor trenger planter glukose (mat)?

Som mennesker og andre levende ting trenger planter også ernæring for å opprettholde deres levebrød. Verdien av glukose for planter er som følger:

  • Fotosyntese-avledet glukose brukes under respirasjon for å frigjøre energien som kreves av anlegget for andre vitale prosesser.
  • Planteceller konverterer også en del av glukosen til stivelse, som brukes etter behov. Av denne grunn blir døde planter brukt som biomasse, fordi de lagrer kjemisk energi.
  • Glukose er også nødvendig for å produsere andre kjemikalier, som proteiner, fett og vegetabilske sukkerarter, som er nødvendige for vekst og andre viktige prosesser.

Ekstern struktur av blader

En av de viktigste egenskapene til planter er bladets store overflateareal. De fleste grønne planter har brede, flate og åpne blader som er i stand til å fange så mye solenergi (sollys) som er nødvendig for fotosyntese.

  • Sentral vene og petiole

Den sentrale venen og petiole er sammenføyde og er bunnen av bladet. Stengelen plasserer bladet på en slik måte at den får så mye lys som mulig.

  • Bladblad

Enkle blader har en bladplate og kompleks - noen få. Bladblad - en av de viktigste komponentene i arket, som er direkte involvert i prosessen med fotosyntese.

Et nettverk av blodårer i bladene overfører vann fra stammen til bladene. Tildelt glukose sendes også til andre deler av planten fra bladene gjennom venene. I tillegg støtter disse delene av arket og holder arkplaten flat for større opptak av sollys. Plasser av vener (venasjon) avhenger av plantetypen.

  • Basisark

Bunnen av bladet er den nedre delen av den, som er ledd med stammen. Ofte er det ved bunnen av bladet et par stipuleringer.

Avhengig av plantetype kan bladkanten ha en annen form, inkludert: hele, serrated, serrate, notched, gibberish, etc.

  • Leaf toppen

Som bladkanten kan spissen være av forskjellige former, inkludert: skarp, avrundet, stump, langstrakt, tegnet osv.

Bladets indre struktur

Nedenfor er et nært diagram over den indre strukturen av bladvev:

Kutikula er hovedbeskyttelseslaget på overflaten av anlegget. Som regel er den tykkere på toppen av arket. Kutikulaen er belagt med et vokslignende stoff som beskytter planten mot vann.

Den epidermis er et lag av celler som er integumentary vev av bladet. Hovedfunksjonen er å beskytte bladets indre vev mot dehydrering, mekaniske skader og infeksjoner. Det regulerer også prosessen med gassutveksling og transpirasjon.

Mesofyll er hovedplantevevet. Her er prosessen med fotosyntese. I de fleste planter er mesofyllen delt inn i to lag: toppen er palisade og bunnen er svampete.

  • Beskyttende celler

Beskyttende celler er spesialiserte celler i bladhuden som brukes til å kontrollere gassutveksling. De utfører en beskyttende funksjon for stomata. Stomatalporene blir store når vann er fritt tilgjengelig, ellers blir beskyttelsescellene treg.

Fotosyntese er avhengig av inntrenging av karbondioksid (CO2) fra luften gjennom stomata inn i mesofyllvevet. Oksygen (O2), oppnådd som et biprodukt av fotosyntese, forlater planten gjennom stomata. Når stomata er åpent, går vannet som et resultat av fordampning og må fylles opp gjennom transpirasjonen med vann absorbert av røttene. Planter er tvunget til å balansere mengden CO2 som er absorbert fra luften og tap av vann gjennom stomatalporene.

Verifisert av en ekspert

Fase (lys)

1. Hvor skjer

Lysfasen av fotosyntese forekommer i granaltyakoider.

2. Prosesser som skjer i denne fasen

På grunn av lysenergien av klorofylloksidasjonen oppstår. Utvinning skjer på bekostning av elektroner av vann tatt bort fra hydrogen. En potensiell forskjell oppstår mellom indre og ytre sider av thylakoidmembranen, og ved bruk av ATP-syntetase blir NADP redusert til NADPH2 (nikotoamid-adenin-dinukleotidfosfatreduktet form)

3. Prosessresultater

- Fotolyse av vann (dekomponering) hvor den slippes ut

- Lysets energi omdannes til energien til de kjemiske bindingene til ATP og NADP * H2

Fase (mørk)

1. Hvor skjer

Den mørke fasen av fotosyntese forekommer i kloroplastens stroma.

2. Prosesser som skjer i denne fasen

Det er en fiksering av CO2 (karbondioksid).

I reaksjonene i Calvin-syklusen reduseres CO2 på grunn av ATP og reduksjonskraften til NADP * H2 (nikotamidadien-dinukleotidfosfatreduktet form) dannet i lysfasen.

Konseptet med fotosyntese, hvor og hva som skjer i lysfasen av fotosyntese

Fotosyntese er et sett med prosesser for dannelse av lysenergi i energi av kjemiske bindinger av organiske stoffer med deltagelse av fotosyntetiske fargestoffer.

Denne typen ernæring er karakteristisk for planter, prokaryoter og enkelte typer av encellulære eukaryoter.

I naturlig syntese blir karbon og vann, i samspill med lys, omgjort til glukose og fri oksygen:

6CO2 + 6H2O + lysenergi → C6H12O6 + 6O2

Современная физиология растений под понятием фотосинтеза понимает фотоавтотрофную функцию, которая является совокупностью процессов поглощения, превращения и применения квантов световой энергии в разных несамопроизвольных реакциях, включая преобразование углекислого газа в органику.

Фотосинтез у растений происходит в листьях через хлоропласты - semi-autonome to-membranorganeller som tilhører klassen av plastider. Med bladplattformens flade form sikrer man høy absorpsjon og full utnyttelse av lysenergi og karbondioksid. Vannet som kreves for naturlig syntese kommer fra røttene gjennom det vannledende stoffet. Gassutveksling skjer gjennom diffusjon gjennom stomata og delvis gjennom kutikula.

Kloroplaster er fylt med en fargeløs stroma og er riddled med lameller, som i kombinasjon med hverandre danner tylakoider. Det er i dem at fotosyntese oppstår. Cyanobakterier seg selv er kloroplaster, slik at apparatet for naturlig syntese i dem ikke skilles i en separat organel.

Fotosyntese fortsetter med deltakelse av pigmenterKlorofyler er ofte funnet. Noen organismer inneholder et annet pigment - karotenoid eller fikobilin. Prokaryoter har bakterioklorofylpigment, og disse organismer gir ikke oksygen ut ved slutten av naturlig syntese.

Fotosyntese passerer to faser - lys og mørk. Hver av dem er preget av spesifikke reaksjoner og interaksjonsstoffer. La oss se nærmere på prosessen med fotosyntesefaser.

Den første fasen av fotosyntese karakterisert ved dannelsen av høy-energiprodukter, som er ATP, en cellulær energikilde og NADP, et reduksjonsmiddel. På slutten av scenen produseres oksygen som et biprodukt. Lysetrinnet foregår nødvendigvis med sollys.

Prosessen med fotosyntese fortsetter i membranene av thylakoider med deltagelse av elektronoverføringsproteiner, ATP-syntetase og klorofyll (eller annet pigment).

Funksjonen av elektrokjemiske kjeder, hvorved overføringen av elektroner og delvis av hydrogenprotoner forekommer, dannes i komplekse komplekser dannet av pigmenter og enzymer.

Beskrivelse av lysfase-prosessen:

  1. Når sollys rammer bladplattene av planteorganismer, blir klokofyll-elektroner begeistret i platestrukturen,
  2. I aktiv tilstand går partiklene ut av pigmentmolekylet og faller på ytre siden av thylakoidet, som er negativt ladet. Dette skjer samtidig med oksidasjon og etterfølgende reduksjon av klorofyllmolekyler, som tar de neste elektronene fra vannet som har gått inn i bladene.
  3. Deretter er det en fotolyse av vann med dannelsen av ioner, som gir elektroner og omdannes til OH-radikaler, som er i stand til å delta i reaksjonene og videre,
  4. Da kombinerer disse radikalene seg til å danne vannmolekyler og fri oksygen som går inn i atmosfæren,
  5. Thylakoidmembranen kjøper på den ene side en positiv ladning på grunn av en hydrogenion, og på den annen side en negativ ladning på grunn av elektroner,
  6. Med en forskjell på 200 mV mellom membranets sider, går protoner gjennom enzymet ATP-syntetase, noe som fører til omdannelse av ADP til ATP (fosforyleringsprosess),
  7. Med atom hydrogen frigjort fra vann, reduseres NADP + til NADPH2,

Mens fri oksygen i reaksjonsprosessen slippes ut i atmosfæren, deltar ATP og NADPH2 i den mørke fasen av naturlig syntese.

En obligatorisk komponent for dette stadiet er karbondioksid.hvilke planter som kontinuerlig absorberes fra det ytre miljøet gjennom stomata i bladene. Prosessene i den mørke fasen finner sted i strom av kloroplast. Siden det ikke er nødvendig med mye solenergi på dette stadium, og ATP og NADPH2 vil bli tilstrekkelig oppnådd i lysfasen, kan reaksjoner i organismer fortsette både om dagen og om natten. Prosesser på dette stadiet forekommer raskere enn den forrige.

Totaliteten av alle prosesser som skjer i den mørke fasen er representert som en slags kjede av suksessive transformasjoner av karbondioksid fra det ytre miljø:

  1. Den første reaksjonen i denne kjeden er fiksering av karbondioksid. Tilstedeværelsen av enzymet RibBP-karboksylase bidrar til det raske og jevne løpet av reaksjonen, noe som resulterer i dannelsen av en seks-karbonforbindelse som bryter ned i 2 fosfogly-syre-molekyler,
  2. Deretter finner en ganske komplisert syklus sted, inkludert et visst antall reaksjoner, ved fullføring av hvilken fosfoglyversyre omdannes til naturlig sukker, glukose. Denne prosessen kalles Calvin-syklusen,

Sammen med sukker oppstår også dannelsen av fettsyrer, aminosyrer, glyserol og nukleotider.

Essensen av fotosyntese

Fra bordet av sammenlikninger av lys og mørke faser av naturlig syntese er det mulig å kort beskrive essensen av hver av dem. Lysfasen oppstår i klorkorn med obligatorisk innlemming av lysenergi i reaksjonene. Reaksjonene omfatter komponenter som elektrontransporterende proteiner, ATP-syntetase og klorofyll, som, når de samvirker med vann, danner fri oksygen, ATP og NADPH2. For den mørke fasen som forekommer i kloroplastens stroma, er sollys ikke nødvendig. ATP og NADPH2 produsert i siste fase, når de interagerer med karbondioksid, danner naturlig sukker (glukose).

Som det fremgår av det foregående, synes fotosyntese å være et ganske komplekst og multi-trinn fenomen, inkludert mange reaksjoner som involverer ulike stoffer. Som et resultat av naturlig syntese oppnås oksygen som er nødvendig for åndedrettsvern av levende organismer og deres beskyttelse mot ultrafiolett stråling gjennom dannelse av et ozonlag.

Foto puste

fotorespirasjon:
1 - kloroplast, 2 - peroksisom, 3 - mitokondrier.

Denne lysavhengige absorpsjonen av oksygen og karbondioksid. Ved begynnelsen av forrige århundre ble det funnet at oksygen undertrykker fotosyntese. Som det viste seg, for RibB-karboksylase, kan substratet ikke bare være karbondioksid, men også oksygen:

Oh2 + RibP → fosfoglykolat (2C) + PGA (3C).

Enzymet kalles ribf-oxygenase. Oksygen er en konkurransedyktig karbondioksidfikseringsinhibitor. Fosfatgruppen er spaltet av, og fosfoglykolatet blir glykolat, som anlegget må avhende. Den går inn i peroksisomer, hvor den oksyderes til glycin. Glycin går inn i mitokondriene, der det oksideres til serin, med tap av allerede fast karbon i form av CO.2. Som et resultat blir to molekyler glykolat (2C + 2C) omdannet til en PGA (3C) og CO2. Fotorespirasjon fører til en reduksjon i utbytte C3-planter med 30-40% (C3-rasteniya - planter preget av C3- fotosyntese).

C4 fotosyntese

C4- fotosyntese - fotosyntese, hvor det første produktet er en fire-karbon (C4) tilkoblinger. I 1965 ble det funnet at i noen planter (sukkerrør, mais, sorghum, hirse), er de første produktene av fotosyntese fire karbon syrer. Slike planter kalles C4-rasteniyami. I 1966 viste australske forskere Hatch and Slack det4- Planter har praktisk talt ikke fotorespirasjon, og de absorberer karbondioksid mye mer effektivt. Banen til karbon til C4-planter begynte å bli kalt av Hatch-Slack.

For C4-planter preget av en spesiell anatomisk struktur av bladet. Alle ledende bjelker er omgitt av et dobbeltlag av celler: det ytre - mesofyllcellene, det indre - liningcellene. Kuldioksid er fast i cytoplasma av mesofyllceller, akseptoren er fosfoenolpyruvat (PEP, 3C), som et resultat av PEP-karboksylering, dannes oksaloacetat (4C). Prosessen er katalysert PEP-karboksylase. I motsetning til RibB-karboksylase har FEP-karboksylase en høy affinitet for CO.2 og, viktigst, samhandler ikke med O2. I mesofylkloroplaster er det mange grana, hvor lysfasereaksjonene er aktive. I klorplastene av celleplatene forekommer reaksjoner i den mørke fasen.

Oxaloacetat (4C) omdannes til malat, som transporteres gjennom plasmodesma til foringscellene. Her dekarboksyleres og dehydreres for å danne pyruvat, CO2 og NADP · N2.

Pyruvat går tilbake til mesofyllcellene og regenererer på bekostning av ATP-energi i PEP. CO2 igjen fast RibB-karboksylase med dannelsen av PGA. Regenerering av FEP krever ATP-energi, så nesten dobbelt så mye energi trengs som ved C3- fotosyntese

Bygning C4-rasteny:
1 - ytre lag - mesofyllceller, 2 - indre lag - vendte celler, 3 - Kranz-anatomi, 4, 5 - kloroplaster, 4 - mange fasetter, liten stivelse, 5 - få fasetter, mye stivelse.

C4- fotosyntese:
1 er en mesofyllcelle, 2 er en celle av en ledende stråleforing.

Betingelser kreves for fotosyntese

Nedenfor er betingelsene som er nødvendige for at planter skal utføre prosessen med fotosyntese:

  • Carbon Dioxide. En fargeløs, luktfri naturgass, funnet i luften og har den vitenskapelige betegnelsen CO2. Det dannes under forbrenningen av karbon og organiske forbindelser, og forekommer også under respirasjonsprosessen.
  • vann. Transparent, flytende kjemisk luktfri og smakløs (under normale forhold).
  • Light. Selv om kunstig lys også er egnet for planter, skaper naturlig sollys som regel de beste betingelsene for fotosyntese, fordi den inneholder naturlig ultrafiolett stråling, som har en positiv effekt på planter.
  • Klorofyll. Det er et grønt pigment som finnes i bladene av planter.
  • Næringsstoffer og mineraler. Kjemikalier og organiske forbindelser som planters røtter absorberer fra jorda.

Hva er resultatet av fotosyntese?

  • glukose,
  • Oksygen.

(Lys energi vises i parentes fordi det ikke er et stoff.)

Merk: Planter får CO2 fra luften gjennom bladene og vann fra jorden gjennom røttene. Lysenergi kommer fra solen. Det resulterende oksygen slippes ut i luften fra bladene. Den resulterende glukosen kan omdannes til andre stoffer, for eksempel stivelse, som brukes som energibesparelse.

Hvis faktorene som bidrar til fotosyntese er fraværende eller er tilstede i utilstrekkelige mengder, kan dette påvirke planten negativt. For eksempel skaper en mindre mengde lys gunstige forhold for insekter som spiser bladene på planten, og mangel på vann bremser ned.

Hvor skjer fotosyntese?

Fotosyntese forekommer inne i planteceller, i små plastider som kalles kloroplaster. Kloroplaster (hovedsakelig funnet i mesofylllaget) inneholder en grønn substans kalt klorofyll. Nedenfor er andre deler av cellen som arbeider med kloroplast til fotosyntese.

Funksjoner av plantecelledeler

  • Cellvegg: gir strukturell og mekanisk støtte, beskytter celler fra patogener, fikserer og bestemmer cellens form, styrer hastigheten og retningen av veksten, og gir også form til planter.
  • Cytoplasma: gir en plattform for de fleste kjemiske prosesser kontrollert av enzymer.
  • Membranens fungerer som en barriere, styrer bevegelsen av stoffer inn i og ut av cellen.
  • kloroplaster: som beskrevet ovenfor inneholder de klorofyll, et grønt stoff som absorberer lysenergi under fotosyntese.
  • vacuole: et hulrom inne i celle cytoplasma som samler vann.
  • Cellekjerne: inneholder et genetisk merke (DNA) som kontrollerer celleaktivitet.

Klorofyll absorberer lysenergien som trengs for fotosyntese. Det er viktig å merke seg at ikke alle fargebølgelengder av lys er absorbert. Planter absorberer hovedsakelig røde og blå bølger - de absorberer ikke lys i det grønne området.

Kullsyre i prosessen med fotosyntese

Planter får karbondioksid fra luften gjennom bladene sine. Kuldioxid siver gjennom et lite hull i bunnen av arket - stoma.

Den nedre delen av bladet har fritt fordelte celler slik at karbondioksid når andre celler i bladene. Det tillater også oksygen som genereres under fotosyntese, for lett å forlate bladet.

Kuldioksid er tilstede i luften vi puster i svært lave konsentrasjoner og tjener som en nødvendig faktor i den mørke fasen av fotosyntese.

Lys i prosessen med fotosyntese

Bladet har vanligvis et stort overflateareal, slik at det kan absorbere mye lys. Den øvre overflaten er beskyttet mot vanntap, sykdom og virkningen av værvokslaget (kutikula). Øverst på arket er der lyset faller. Dette laget av mesofyll kalles palisade. Det er tilpasset å absorbere store mengder lys, fordi det inneholder mange kloroplaster.

I lysfasen øker prosessen med fotosyntese med mye lys. Flere klorofylmolekyler ioniserer, og flere ATP og NADPH blir generert hvis lysfotoner er konsentrert på et grønt blad. Selv om lys er ekstremt viktig i lysfasene, bør det bemerkes at en overdreven mengde av det kan skade klorofyll og redusere fotosynteseprosessen.

Lysfasene er ikke for avhengige av temperatur, vann eller karbondioksid, selv om de er alle nødvendige for å fullføre fotosynteseprosessen.

Vann i prosessen med fotosyntese

Planter får vannet de trenger for fotosyntese gjennom sine røtter. De har rothår som vokser i jorda. Røttene er preget av et stort overflateareal og tynne vegger, noe som gjør at vann lett kan passere gjennom dem.

Bildet viser planter og deres celler med nok vann (venstre) og mangel på vann (høyre).

Merk: Rotceller inneholder ikke kloroplaster, da de vanligvis er i mørket og ikke kan fotosyntesere.

Hvis planten ikke absorberer nok vann, svinner det. Uten vann vil planten ikke være i stand til å fotosyntetisere raskt nok, og kan til og med dø.

Hva betyr vann for planter?

  • Gir oppløste mineraler som støtter plantes helse,
  • Det er et medium for transport av mineralressurser,
  • Opprettholder stabilitet og oppreisthet
  • Kjøler og metter fuktighet
  • Det gjør det mulig å utføre ulike kjemiske reaksjoner i planteceller.

Verdien av fotosyntese i naturen

Den biokjemiske prosessen med fotosyntese bruker solenergiens energi til å konvertere vann og karbondioksid til oksygen og glukose. Glukose brukes som byggesteiner i planter for vekst i vev. Dermed er fotosyntese den måten hvorpå røtter, stilker, blader, blomster og frukt dannes. Uten prosessen med fotosyntese, vil planter ikke kunne vokse eller reprodusere.

På grunn av deres fotosyntetiske evne er planter kjent som produsenter og tjener som grunnlag for nesten alle matkjeder på jorden. (Alger er ekvivalent med planter i akvatiske økosystemer). All maten vi spiser kommer fra organismer som er fotosyntetiske. Vi spiser disse plantene direkte eller spiser dyr som kyr eller griser som forbruker plantefôr.

  • Grunnlaget for næringskjeden

Inne i akvatiske systemer danner planter og alger også grunnlaget for næringskjeden. Alger tjener som mat til hvirvelløse dyr, som igjen er kilden til mat for større organismer. Uten fotosyntese i vannmiljøet ville livet være umulig.

  • Fjerning av karbondioksid

Fotosyntese omdanner karbondioksid til oksygen. Under fotosyntesen kommer karbondioksid fra atmosfæren inn i planten, og slippes deretter ut som oksygen. I dagens verden, hvor karbondioksidnivået vokser i et forferdelig tempo, er enhver prosess som fjerner karbondioksid fra atmosfæren miljøviktig.

  • Næringssyklus

Planter og andre fotosyntetiske organismer spiller en viktig rolle i næringssyklusen. Kväve i luften er festet i plantevev og blir tilgjengelig for å lage proteiner. Sporelementer i jorda kan også innarbeides i plantevev og bli tilgjengelige for plantelevende dyr, videre langs næringskjeden.

  • Fotosyntetisk avhengighet

Fotosyntese er avhengig av intensiteten og kvaliteten på lyset. Ved ekvator, hvor sollys er rikelig i løpet av året, og vann ikke er en begrensende faktor, har planter høye vekstnivåer og kan bli ganske store. Omvendt er fotosyntese i de dypere delene av havet mindre vanlig, siden lys ikke trenger inn i disse lagene, og som et resultat er dette økosystemet mer ufruktbart.

Se på videoen: Fotosyntese (August 2021).

Загрузка...

Pin
Send
Share
Send
Send