Fotosintez - bu nima? fotosintez bosqichi. fotosintez shartlari

Agar hech organizmlarning yashash qanchalik dunyoni hayron bormi?! Va barcha chunki ular energiya ishlab chiqish va karbonat angidrid nafas uchun kislorod nafas olish kerak. Ya'ni uglerod dioksid - bu hodisaga asosiy sababi, dim xonada sifatida. bor odamlar juda ko'p bo'lib, uzoq vaqt davomida xona namoyish emas qachon sodir bo'ladi. Bundan tashqari, zaharli moddalar havo zavodlar, xususiy mashina va jamoat transporti to'ldiring.

Qanday qilib biz hali bo'g'ilib emas edi, barcha hayot zaharli karbonat angidrid manbai bo'lsa,: Yuqoridagilarga ko'rinishida, bir mantiqiy savol bor? Bu vaziyatda, barcha tirik mavjudotlar Qutqaruvchi fotosintez vazifasini bajaradi. Nima jarayoni va uning ehtiyoj nima?

Uning natijasi - karbonat angidrid va havo kislorod to'ldirish balansi. faqat o'z hujayralarida sodir bo'lib, bu jarayon faqat dunyo o'simlik vakillari ma'lum, o'simliklar, bor.

Fotosintez o'zi - juda murakkab tartibi, muayyan sharoitlariga qarab, va bir necha bosqichda sodir bo'ladi.

aniqlash

ilmiy ta'rifga ko'ra, organik moddalar bilan fotosintez jarayonida uyali darajada organik aylanadi, Avtotrof organizmlar quyosh nuriga ta'sir tufayli.

yana tushunarli tilda aytish, fotosintez quyidagi sodir bo'lgan bir jarayon:

1. o'simlik namlik bilan to'yingan bo'ladi. namlik manbai suv yoki tuproq nam tropik havo bo'lishi mumkin.
2. Bu xlorofill reaktsiyasi (zavodi mavjud maxsus modda) quyosh energiyasi ta'siri sodir bo'ladi.
3. Ular o'zlari, uning ishlab hollarida o'z ishlab chiqarish ta'limi muhim Flora oziq-ovqat, q yo'liga ega emas. Boshqacha qilib aytganda, o'simliklar o'zlari ishlab chiqarish, aslida tomonidan oziklanadi. Bu fotosintez natijasidir.

bir qadam

Deyarli har bir o'simlik nur shimib oladigan yashil moddiy o'z ichiga oladi. Bu modda bir klorofil ko'pi hisoblanadi. Uning Manzil - kloroplastlar. Lekin kloroplastlar zavodi va uning meva poyasidan joylashgan. Lekin tabiat yaproq fotosintez, ayniqsa, keng tarqalgan. ikkinchisi uning tarkibida juda oddiy va jarayonning qutqaruvchisi yuzaga uchun zarur elektr energiyasi hajmi ancha bo'ladi, degan ma'noni anglatadi nisbatan katta sirt maydoniga ega yildan.

yorug'lik klorofil tomonidan so'riladi bo'lsa, hayajon holatida ikkinchisi, ularning energiya va'dalar zavodi boshqa organik molekulalar uchun uzatiladi. Bunday energiya Eng ko'p ishtirokchilar fotosintez jarayonini ketadi.

qadam ikki

Ikkinchi bosqichda Fotosintez Ta'lim dunyo ishtirokini talab qilmaydi. Bu suv va havo massasi ishlab zaharli karbonat angidrid foydalanish bilan kimyoviy obligatsiyalar shakllantirishda iborat. Shuningdek flora yashash qobiliyatini ta'minlash moddalar to'plamidir sintezi. Bu kraxmal, glyukoza mavjud.

muhim jarayonlarni normal kursi ta'minlash esa o'simliklarda, masalan, organik elementlar, o'simlik individual qismlar uchun elektr manbai sifatida harakat. Bu moddalar oziq-ovqat uchun o'simliklar foydalanish fauna, ishlab chiqarilgan va. inson tanasi kundalik xun kiritilgan oziq-ovqat orqali bu moddalar bilan to'yingan bo'ladi.

Nima? Qayerda? Qachon?

o'girdi organik organik moddalar uchun, fotosintez uchun tegishli shart-sharoitlar bilan ta'minlash kerak bo'ladi. Bu jarayon uchun birinchi navbatda yengil zarur. Biz sun'iy va quyosh nurlari haqida bormoqda. Tabiat, odatda, o'simlik faoliyati quyosh energiyasidan katta miqdorda qabul qilish uchun bir ehtiyoj bor qachon, deb bahor va yoz, intensivligi bilan xarakterlanadi. kuz bo'shliq, chiroqlar kam bo'lgan, qisqa kun haqida aytgan bo'lishi mumkin emas. Natijada, barglari sarg'aygan, va keyin butunlay tushib. Lekin tez orada quyosh birinchi bahor binoni nurlari kabi, yashil o't ko'tariladi darhol uning faoliyati chlorophylls qayta va muhim tabiatni bo'lgan kislorod va boshqa oziq moddalar, faol rivojlantirishga boshlanadi.

Fotosintez sharoitlar atrof-muhit nur borligi nafaqat o'z ichiga oladi. Namlik, shuningdek, etarli bo'lishi kerak. Axir, o'simlik birinchi namlikni shimib oladi, va keyin reaktsiya quyosh energiyasi bilan boshlanadi. Bu jarayonning natijasi va o'simlik oziqlanish mahsulotlari bor.

Faqat agar yashil modda fotosintez bor. xlorofill nima, biz yuqorida aytib o'tilgan. Ular o'z hayotlarida va faoliyati tegishli saboq ta'minlash, yorug'lik yoki quyosh energiyasi va o'simlik o'zi o'rtasidagi dirijyor hisoblanadi. Green moddalar yutilish imkoniyatlarini ko'pchilik quyosh nuri bor.

Bu muhim rol va kislorod o'ynaydi. Fotosintez jarayoni muvaffaqiyatli bo'ldi, uning tarkibi faqat 0.03% karbonat kislota o'z ichiga oladi, chunki, o'simliklar, u ko'p kerak bo'ladi. Shuning uchun ^havo 20 000 m ³ chiqib 6 m ³ kislota olish mumkin. glyukoza uchun asosiy xom-modda, o'z navbatida, hayot uchun zarur bo'lgan modda hisoblanadi - Bu ikkinchi modda hisoblanadi.

fotosintez ikki bosqichlari bor. birinchi engil chaqirib, ikkinchi - qorong'u.

Nima mexanizmi percolation yengil bosqichi

fotokimyoviy - fotosintez engil bosqichi yana bir ismi. Bu bosqichda asosiy ishtirokchilari bo'lgan:

• quyosh energiyasi;
• turli pigmentlar.

aniq birinchi topgan bilan, u quyosh nuri bo'ladi. Lekin nima pigmentlar har bilmayman. Ular, yashil, sariq, qizil yoki ko'k keladi. mos ravishda phycobilins - "A" va sariq va qizil / ko'k "B" yashil chlorophylls guruhlari o'z ichiga oladi. Fotokimyoviy faoliyati faqat jarayonida "A" bu bosqichida ishtirokchilar orasida ko'rgazmasi chlorophylls. yorug'lik Quanta yig'ish va fotokimyasal markaziga ularning transport - qolgan qo'shimcha rol, mohiyati tegishli.

xlorofill fotokimyoviy tizimlari quyidagi muayyan to'lqin uzunligi bilan quyosh energiyasi quvvati samarali singishi bilan jihozlangan buyon belgilab berilgan:

- Fotokimyoviy markazi 1 (yashil nazar "A" guruhi) - kimning uzunligi 700 pigment yutish engil nurlari kiritilgan taxminan 700 nm bo'lgan. Bu pigment fotosintez engil bosqichida mahsulotlari yaratishda asosiy rol tegishli.

- Fotokimyoviy markazi 2 (yashil modda guruhi "B") - uzunligi 680 nm yengil nurlarini yutadi 680, shu jumladan, pigment bir qismi. U bu gidroliz suyuqlik orqali erishiladi fotokimyoviy markazi 1. yo'qotgan elektronlar vazifalarni to'ldirish iborat aktyor, egalik qiladi.

photosystem 1 va 2 kontsentrlangan nur oqimi fotokimyasal faol pigment, faqat bitta molekulasi ega pigmentlar 350- 400 molekulalar At - xlorofill "A" guruhi.

Nima bo'lyapti?

1. zavodida so'riladi yorug'lik energiyasi, qo'zg'alishi bir davlat uchun normal davlatdan o'tadi unda 700 mavjud pigment ta'sir ega. Pigment bir deb atalmish elektron teshigi, natijada elektron yo'qotadi. Bundan tashqari, bir elektronni yo'qotgan pigment molekulasi, ya'ni, partiya elektronlar qabul uning qabul sifatida harakat va shakl qaytarib mumkin.

2. sitokrom elektronlar tomonidan dastlab Keyin xat Q. kabi sitokrom C550 kabi moddiy qabul va belgilangan suv hosil elektronlar parchalanish keyin pigment 680 photosystem 2. yutish nur markazida suyuqlik fotokimyoviy parchalanish jarayoni, elektron tashuvchi kiriting va fotokimyasal markazi 1 yetkaziladi yorug'lik Quanta kirib va pigment 700 tiklash jarayoni natijasidir teshik e, to'ldiring.

bunday molekula elektron xil bo'lib qoladi qaytarib oladi marta bor. Bu issiqlik sifatida yorug'lik energiyasi izolyatsiya olib keladi. Lekin deyarli har doim bir elektron maxsus temir-oltingugurt oqsillar bilan birikib, manfiy zaryadli, ega va zanjirlar birida yoki 700 boshqa vektor tutashuv tushib pigment olib va doimiy qabul bilan birga bo'ladi.

tsiklik - birinchi tartibga solishga, ikkinchi bir uslub elektron transport yopiq turi bor.

Har ikki jarayonlar elektron tashuvchilarning bir xil zanjir katalizlaydigan ostida fotosintez birinchi qadam kuz. Lekin bu uslub bilan turi photophosphorylation uchun esa tsiklik o'tish "A" xlorofill uchun modda yashil "B" guruh tashish o'z ichiga oladi qachon, bir CHL nuqtasini tashish vaqtning o'zida boshlash va tugatish ta'kidlash lozim.

tsiklik tashish xususiyatlari

uslub fosforlanish, fotosintez deb ataladi. Bu jarayonda natijasida ATP molekulalar ishlab chiqarilgan. Bu asosi energiya ozod etiladi pigment 700, ustida elektron xursand holatda bir necha ketma-ket bosqichlari keyin Qaytish transport hisoblanadi, ATP fosfat obligatsiyalar yanada to'planishi uchun fosforile ferment tizimida qabul qiluvchi qismi. Bu, energiya axloqsiz emas.

uslub fosforilasyon quyosh nuri energiyasi yordamida membrana yuzalar tilaktoidov kloroplastın kimyoviy texnologiyasi energiya shakllantirish bo'yicha asoslangan, fotosintez asosiy reaksiya hisoblanadi.

yilda assimilyatsiya, fotosintez fosforlanish reaktsiya holda fotosintez qorong'i bosqichi mumkin emas.

Nüansları noncyclic turi Transport

jarayoni N NADP + va NADPH shakllanishi * tiklanayotgan iborat. mexanizmi elektron uning qaytarilish reaktsiyasi ferredoxin uzatish va NADP uchun + NADP * Hijriy uchun yanada qisqartirish bilan keyingi o'tish asoslangan

Natijada, pigment 700 yo'qotgan elektronlar, elektronlar photosystem 2 yengil nurlari tomonidan irib-chirib bo'lgan suv orqali to'ldirib qilinadi.

oqib elektronlar asiklik yo'l ham, yorug'lik fotosintez birgalikda ikki photosystems bilan reaksiyaga tomonidan amalga oshiriladi shama ularga elektron-transport zanjir ulanadi. Light energiya elektronlar qaytib ketishini rag'batlantirish. markaziga fotokimyoviy markazi 1 tashish davomida 2 elektronlar tufayli membrana sirti tilaktoidov haqida proton salohiyati sifatida to'planishi o'z energiya qismini yo'qotadi.

kloroplastlarda ATP shakllanishi uchun bir proton-turi elektron transport zanjirida salohiyatini va operatsiyalarni yaratish fotosintez jarayonining qorong'i bosqichida mitokondride shu jarayon bilan deyarli bir xil bo'ladi. Lekin xususiyatlari hali mavjud. Bu vaziyatda Tilaktoidami noto'g'ri tomonida mitokondrini Twist bor. Bu elektronlar va protonlar mitoxondrial membrana bilan transfer oqimi nisbatan qarama-qarshi yo'nalishda membrana orqali harakat, deb asosiy sababi hisoblanadi. elektronlar tashqaridan olib qilinadi va protonlar Matrix tilaktoidnogo ichki to'plangan etiladi. salbiy - Oxirgi faqat ijobiy zaryad va tashqi membrana tilaktoida oladi. Bundan quyidagicha deb mitoxondriyaga uning yo'lida qarama-qarshi proton gradient turdagi yo'l.

Yana bir xususiyati protonlar salohiyati yuqori pH hisoblanadi.

Uchinchi xususiyati 1 teng proton uchun ATP molekulalari nisbati tuslanish saytlar tilaktoidnoy va natijasida faqat ikkita zanjir mavjudligidir: 3.

xulosa

fotosintez birinchi qadam sifatida o'simlik nur energiyasi (sun'iy va neiskusstvennoy) ning o'zaro hisoblanadi. klorofil, barglar mavjud aksariyati - yashil materiyaning nurlari javob.

ATP va NADP * H shakllantirish - bunday reaktsiya natijasidir. Bu mahsulotlar qorong'i reaktsiyalar yuzaga uchun zarur bo'lgan. Binobarin, engil bosqichi - qora - jarayonini majburiy, qaysi holda ikkinchi qadam bo'ladi.

qorong'i bosqichi: mohiyati va o'ziga xos xususiyatlari

Dark Fotosintez va uning reaktsiya uglevodlar olish karbonat angidrid tartibi organik modda bor. Bu reaktsiyalar amalga oshirish kloroplast stroma ichida sodir va mahsulotlar faol ishtirok fotosintez birinchi qadam - nur.

assimilyatsiya jarayoni qadam qora asoslangan, fotosintez mexanizmi uglerod dioksid davriy bilan xarakterlanadi, (shuningdek, fotokimyoviy karboksilasyon, Kalvin tsikli deb ataladi). Bu uch bosqichdan iborat:

1. Karbonlashganlik - o'sish CO _2.
2. Restorative bosqich.
3. Bosqich regeneratsiya ribulozodifosfat.

Ribulofosfat - besh uglerod atomi bilan shakar - ATP hisobidan fosforilasyon tartibi, uni qarz, shunday qilib yana bir zumda suv molekulasi bilan reaksiyaga irib-chirib bo'lgan olti-uglerod bilan CO ₂ mahsulotga munosabati bilan Karboksilasyon duchor bo'lgan ribulozodifosfat, ikki molekulyar turlari kislotasi phosphoglyceric yaratish ishlab chiqarish . uch-uglerod shakar, triose yoki aldehit phosphoglyceraldehyde - So'ngra fermentativ reaktsiyalar amalga oshirishda to'liq zamonaviy o'tadi kislotasi qaysi uch-uglerod bir shakar shakllantirish ATP va NADP zarur. ikki bunday triose quyultirilgan heksoz molekulasi olingan bo'lsa, qaysi kraxmal molekulasi va debugged zaxiralari qismi bo'lishi mumkin.

Bu bosqich fotosintez jarayonida, bir CO ₂ molekulasi va karbonat kislota boshqa molekulasi bilan birga mumkin regeneratsiya ribulozofosfata natijada pentoz fosfat tsikli reaktsiyalar uchun Geksozofosfat javobgar uch ATP molekulalarni va to'rt H atomlari yordamida so'riladi, aslida tomonidan tugaydi.

Karboksilasyon reaktsiya, tiklash, regeneratsiya faqat fotosintez bo'lib o'tadi muayyan hujayralari uchun ko'rib bo'lmaydi. farq hali bor, chunki nima ham aytish mumkin emas, bir "yagona" oqimi jarayonlar hisoblanadi - tiklash jarayoni NAD + H o'rniga NADPH + H foydalanadi qachon

O'sish CO ₂ ribulozodifosfat ribulozodifosfatkarboksilaza beradi kataliz, boshdan kechiradi. reaktsiya mahsuloti gliseraldehit-3-fosfat uchun NADPH * H2 va ATP hisobidan tiklash, 3-phosphoglycerate hisoblanadi. qaytarilish jarayoni gliseraldehit 3-fosfat dehidrogenaz tomonidan katalizatori bo'ladi. ikkinchisi osonlik dihidroksiaseton fosfat aylanadi. shakllantirish fruktozobisfosfata. uning molekulalari bir qismi davrini yopilish, regeneratsiya jarayonida ribulozodifosfat jalb qilinadi va ikkinchi qismi, fotosintez hujayralari bir zaxira karbongidrat yaratish operatsiya ya'ni u uglevodlar fotosintez bor.

Light energiya fosforilasyon va organik moddalar sintezi uchun zarur bo'lgan va organik moddalar oksidlanish energiya oksidatif fosforilasyon uchun talab qilinadi. o'sish hayvonlar va q boshqa organizmlarning hayot beradi, shuning uchun.

o'simlik hujayralarida fotosintez, bu yo'l bilan amalga oshiriladi. Uning mahsulotlari organik kelib chiqishi dunyoning flora moddalar karbon skeletlari turli yaratish uchun zarur uglevodlar bo'ladi.

Organik azot moddalar noorganik nitrat kamaytirish va oltingugurt bilan turi, fotosintez organizmlarda so'riladi - tufayli aminokislotalar sülfhidril guruhlarga sulfat kamaytirish. oqsillar, nuklein kislotalar, lipidlar, uglevodlar shakllanishini ta'minlaydi, cofactors fotosintez bo'ladi. Nima moddalar "platter" deb hayotiy allaqachon ta'kidlandi zavodi uchun, lekin qimmatbaho dorivor moddalar (flavonoidlar, alkaloidlar, terpenler, polifenol, steroidlar, orgkisloty va boshqalar) bo'lgan ikkilamchi sintezi mahsulotlari haqida emas, balki bir so'z dedi. o'simliklar, hayvonlar va insonlar hayoti uchun kalit - Shuning uchun, hech qanday mubolag'a deb fotosintez aytish.