Ffotosynthesis - beth ydyw? cam ffotosynthesis. Telerau ffotosynthesis

Ydych chi erioed wedi meddwl faint fyd organebau byw?! Ac oherwydd bod yr holl mae angen iddynt anadlu ocsigen i ddatblygu ynni a anadlu allan carbon deuocsid. Sef carbon deuocsid - y prif achos y ffenomen hon, gan fod yr ystafell stuffy. Mae'n digwydd pan mae llawer o bobl, ac nid yr ystafell am amser hir yn cael ei darlledu. Yn ogystal, mae sylweddau gwenwynig llenwi'r cyfleusterau awyr, ceir preifat a thrafnidiaeth gyhoeddus.

Yn wyneb yr uchod, mae cwestiwn rhesymegol: sut mae nid oeddem wedi mygu eto, os yw'r holl fywyd yn y ffynhonnell o garbon deuocsid wenwynig? Gwaredwr yr holl bodau byw yn y sefyllfa hon yn gweithredu fel ffotosynthesis. Beth yw yw'r broses a beth yw ei angen?

Mae ei canlyniad - Cydbwysedd o garbon deuocsid a dirlawnder ocsigen o'r aer. Gelwir y broses hon yn unig i gynrychiolwyr y fflora y byd, mae yna blanhigion, gan mai dim ond yn digwydd yn eu celloedd.

Ffotosynthesis ei hun - gweithdrefn gymhleth dros ben, yn dibynnu ar amodau penodol, ac yn digwydd mewn sawl cam.

Mae'r diffiniad

Yn ôl y diffiniad gwyddonol, sylweddau organig yng nghwrs ffotosynthesis yn cael eu trosi i organig ar y lefel cellog, organebau awtotroffig oherwydd amlygiad i olau haul.

I ddweud iaith fwy dealladwy, ffotosynthesis yn broses lle mae'r canlynol yn digwydd:

1. Mae'r planhigyn yn dirlawn gyda lleithder. Efallai y bydd y ffynhonnell o leithder yn dŵr neu o'r pridd awyr trofannol llaith.
2. Mae'n digwydd adwaith cloroffyl (sylwedd penodol sy'n cael ei gynnwys yn y planhigyn) effaith ynni solar.
3. Nid yw addysg fflora hanfodol bwyd y maent yn eu cynhyrchu ar eu pen eu hunain yn gallu ffordd heterotroffig, tra eu hunain yn ei gwneuthurwr. Mewn geiriau eraill, mae planhigion yn cael eu bwydo gan y ffaith eu bod hwy eu hunain yn ei gynhyrchu. Mae hyn yn ganlyniad i ffotosynthesis.

cam Un

Mae bron pob planhigyn yn cynnwys deunydd gwyrdd, gan y gall amsugno golau. Mae hyn yn sylwedd yn ddim mwy na cloroffyl. Mae ei leoliad - cloroplastau. Ond mae'r cloroplastau wedi eu lleoli yn y coesyn y planhigyn a'i ffrwyth. Ond arbennig o gyffredin mewn dail natur ffotosynthesis. Gan fod yr olaf yn eithaf syml yn ei strwythur ac mae ganddo arwynebedd arwyneb cymharol fawr, sy'n golygu y bydd y cyfaint o egni sy'n angenrheidiol ar gyfer y digwyddiad o gwaredwr y broses fod yn llawer mwy.

Pan fydd golau yn cael ei amsugno gan gloroffyl, yr olaf mewn cyflwr o gyffro, ac yn eu haddewidion ynni trosglwyddo i foleciwlau organig eraill y planhigyn. Y nifer fwyaf o ynni o'r fath yn mynd yn broses sy'n cymryd rhan ffotosynthesis.

cam dau

Nid yw addysg Ffotosynthesis yn yr ail gam yn mynnu cyfranogiad y byd. Mae'n cynnwys wrth ffurfio bondiau cemegol gyda'r defnydd o garbon deuocsid gwenwynig a gynhyrchir o ddŵr a màs aer. Hefyd mae'r synthesis o'r set o sylweddau sy'n darparu'r gallu i fyw fflora. Mae'r rhain yn starts, glwcos.

Mewn planhigion elfennau organig megis gweithredu fel ffynhonnell pŵer ar gyfer y rhannau unigol o'r planhigyn, tra'n darparu'r cwrs arferol o brosesau hanfodol. Mae'r sylweddau hyn yn cael eu cynhyrchu ac anifeiliaid, sy'n defnyddio planhigion ar gyfer bwyd. Mae'r corff dynol yn dirlawn gyda sylweddau hyn drwy fwyd, sy'n cael ei gynnwys yn y deiet bob dydd.

Beth? Ble? Pryd?

I'r sylwedd organig yn y organig droi, mae angen darparu amodau priodol ar gyfer ffotosynthesis. Ar gyfer y broses hon yn angenrheidiol yn y lle cyntaf y goleuni. Ydym yn sôn am y artiffisial, a golau'r haul. Natur Fel arfer gweithgarwch planhigyn yn cael ei nodweddu gan y dwyster y gwanwyn a'r haf, hynny yw, pan fydd angen i dderbyn llawer iawn o ynni solar. Ni ellir ei ddweud am y mandwll hydref, pan fydd y goleuadau yn llai, dydd byrrach. O ganlyniad, mae'r dail yn troi'n felyn, ac yna yn gyfan gwbl yn disgyn i ffwrdd. Ond cyn gynted ag y pelydrau ddisgleirio gwanwyn cyntaf yr haul, yn codi glaswellt gwyrdd unwaith ailddechrau ei weithgareddau chlorophylls, a bydd yn dechrau datblygu gweithredol o ocsigen a maetholion eraill, sydd yn natur hanfodol.

Amodau ffotosynthesis cynnwys nid yn unig presenoldeb golau amgylchynol. Dylai Lleithder hefyd fod yn ddigon. Wedi'r cyfan, mae'r planhigyn yn amsugno lleithder yn gyntaf, ac yna mae'r adwaith yn dechrau gyda ynni solar. Canlyniad y broses hon ac yn gynnyrch maeth planhigion.

Dim ond os oes ffotosynthesis sylwedd gwyrdd. Beth yw cloroffyl, y soniwyd amdano uchod. Maent yn y math o arweinydd rhwng y goleuni neu ynni solar a'r planhigyn ei hun, gan sicrhau y cwrs priodol ar eu bywydau a gweithgareddau. sylweddau gwyrdd yn cael golau'r haul amsugno lluosogrwydd gallu.

Mae'n chwarae rhan ac ocsigen arwyddocaol. I'r broses ffotosynthesis yn llwyddiannus, mae'r planhigion ei angen llawer, gan fod ei gyfansoddiad yn cynnwys dim ond 0.03% asid carbonig. Felly allan o 20 000 m ^{3 o} aer yn gallu cael 6 m ³ asid. Dyma'r olaf cynhwysyn - porthiant cynradd ar gyfer glwcos, sydd yn ei dro, yn sylwedd sy'n angenrheidiol ar gyfer bywyd.

Mae dau gam o ffotosynthesis. Gelwir y cyntaf yw y goleuni, a'r ail - y tywyllwch.

Pa fecanwaith llwyfan golau hidlo

Y cam ngoleuni ffotosynthesis yn enw arall - ffotocemegol. Y prif gyfranogwyr yn y cam hwn yw:

• ynni solar;
• amrywiol pigmentau.

Gyda'r elfen gyntaf yn glir, mae'n golau'r haul. Ond beth yw'r nid yw'r pigmentau ddim yn gwybod yr un. Maent yn dod mewn gwyrdd, melyn, coch neu las. I gynnwys grwpiau chlorophylls gwyrdd "A" a "B" i'r melyn a coch / glas - phycobilins yn y drefn honno. Gweithgaredd ffotocemegol unig chlorophylls arddangos ymhlith y cyfranogwyr yn y cam hwn o'r broses "A". Mae'r gweddill yn perthyn i'r rôl cyflenwol, hanfod ohonynt - y casgliad o quanta golau a'u cludo i ganol ffotocemegol.

Ers cloroffyl cynysgaeddir â gallu amsugno effeithlon o ynni solar gyda thonfedd arbennig yn dilyn systemau ffotocemegol wedi'u nodi:

- canolfan ffotocemegol 1 (mater gwyrdd "A" grwp) - cynnwys yn y 700 pigment pelydrau amsugno golau y mae ei hyd yw tua 700 nm. Mae'r pigment yn perthyn i'r rôl sylfaenol yn y cynnyrch y cyfnod ngoleuni ffotosynthesis greu.

- ffotocemegol ganolfan 2 (grwp sylweddau gwyrdd "B") - yn rhan o'r pigment 680 wedi'i gynnwys sy'n amsugno pelydrau golau o 680 nm o hyd. Mae'n berchen ar Actor, sy'n cynnwys wrth lenwi swyddogaethau o electronau a gollwyd canolfan ffotocemegol 1. Cyflawnir hyn trwy hylif hydrolysis.

Ar 350- 400 moleciwlau o pigmentau bod fflycsau golau dwys yn Ffotosystem 1 a 2 yn cael dim ond un moleciwl o pigment, sy'n photochemically weithgar - cloroffyl grŵp "A".

Beth sy'n digwydd?

1. Mae'r egni golau ei amsugno gan y planhigyn, yn cael effaith ar y pigment a gynhwysir ynddo 700, sy'n mynd o'r cyflwr arferol i gyflwr o excitation. Pigment yn colli electron, gan arwain at twll hyn a elwir yn electron. Ymhellach, gall y moleciwl pigment sydd wedi colli electron, weithredu fel ei acceptor, hy, y parti yn derbyn electronau, a dychwelyd y ffurflen.

2. Mae'r broses o bydru ffotocemegol yr hylif yng nghanol y goleuni amsugno pigment 680 Ffotosystem 2. Ar ôl dadelfeniad o electronau a ffurfiwyd ddŵr sydd yn wreiddiol yn cael eu derbyn deunydd o'r fath fel C550 cytochrome, a nodwyd gan y llythyren C. Yna, gan yr electronau cytochrome mynd i mewn i'r cludwyr cylched ac yn cael eu cludo i'r ganolfan 1 ar gyfer y ffotocemegol llenwi tyllau e, sef canlyniad y treiddiad quanta golau a'r broses adfer y pigment 700.

Mae yna adegau pan foleciwl o'r fath yn mynd yn ôl electron yn parhau i fod union yr un fath. Bydd hyn yn arwain at unigedd egni golau fel gwres. Ond mae bron bob amser yn electron yn cael gwefr negatif, ynghyd â proteinau haearn sylffwr arbennig ac yn cael ei wneud ar un o'r cadwyni neu i'r pigment 700 yn disgyn i gylched fector arall ac aduno acceptor cyson.

Yn yr ymgorfforiad cyntaf, mae cylchol trosglwyddo electronau math caeedig, yn yr ail - cylchol.

Mae'r ddwy broses yn disgyn yn y cam cyntaf o ffotosynthesis dan catalyzing yr un gadwyn o gludwyr electron. Ond dylid nodi bod ar gyfer y math ffotoffosfforyladu cylchol dechrau ac yn gorffen ar yr un pryd cludo pwynt Chl, tra pan fydd y cyfnod pontio cylchol yn golygu cludo wyrdd grŵp "B" sylwedd i cloroffyl "A".

Nodweddion cludiant cylchol

Ffosfforyleiddiad o gylchol a elwir hefyd yn ffotosynthetig. O ganlyniad i'r broses hon cynhyrchu'r moleciwl ATP. Mae sail hyn yw'r cludiant yn dychwelyd ar ôl ychydig camau olynol yn y cyflwr cynhyrfol electron ar y pigment 700, lle mae ynni'n cael ei ryddhau, mae'r rhan derbyn yn y system ensym phosphorylating i gronni pellach yn y bondiau ffosffad o ATP. Hynny yw, nid yw ynni yn cael ei afradloni.

Ffosfforyleiddiad o gylchol yw adwaith sylfaenol o ffotosynthesis, yn seiliedig ar ffurfio ynni technoleg cemegol ar cloroplast tilaktoidov arwynebau bilen drwy ddefnyddio egni golau'r haul.

Heb ymateb ffosfforyleiddiad ffotosynthetig o gymathu yn y cyfnod tywyll ffotosynthesis amhosibl.

Naws trafnidiaeth math noncyclic

Mae'r broses yn cynnwys i adennill NADP + a NADPH ffurfio N *. Mae'r mecanwaith hwn yn seiliedig ar trosglwyddo electronau ferredoxin ei hymateb leihau a'r newid dilynol NADP + gyda gostyngiad pellach i NADP * H.

O ganlyniad, mae electronau sydd wedi colli pigment 700, electronau yn cael eu hailgyflenwi trwy ddŵr sy'n cael ei pydredig gan belydrau golau yn Ffotosystem 2.

llwybr Acyclic o electronau sy'n llifo hefyd yn awgrymu ffotosynthesis golau yn cael ei wneud drwy adweithio gyda'i gilydd y ddau Ffotosystemau, cysylltu gadwyn electron-cludiant iddynt. electronau egni golau yn cyfarwyddo y llif yn ôl. Wrth eu cludo o ganolfan ffotocemegol 1 i'r ganolfan 2 electron yn colli rhan o'u ynni oherwydd cronni fel potensial proton ar y tilaktoidov wyneb bilen.

Yn y cyfnod tywyll y broses ffotosynthesis o greu potensial o fath proton yn y gadwyn trosglwyddo electronau, a gweithrediadau ar gyfer ffurfio ATP yn y cloroplastau bron yn union yr un broses ag mewn mitocondria. Ond mae nodweddion yn dal yn bresennol. Tilaktoidami yn y sefyllfa hon yw'r tro mitocondria ar yr ochr anghywir. Dyma'r prif reswm fod y electronau a'r protonau symud drwy'r bilen yn y cyfeiriad arall mewn perthynas â'r llif trosglwyddo yn y bilen mitochondrial. Mae'r electronau yn cael eu cludo i'r tu allan, ac mae'r protonau yn cael eu cronni yn y tu mewn i'r tilaktoidnogo matrics. yn cymryd dim ond wefr bositif, ac mae'r tilaktoida bilen allanol diwethaf - negyddol. O hyn, mae'n dilyn bod y llwybr o'r math graddiant proton gyferbyn ei ffordd i mitocondria.

Nodwedd arall yw'r pH uchel yn y potensial y protonau.

Y trydydd nodwedd yw presenoldeb o ddim ond dau cadwyni tilaktoidnoy safleoedd cydgysylltiad ac o ganlyniad y gymhareb o foleciwlau ATP i protonau hafal i 1: 3.

casgliad

Yn y cam cyntaf o ffotosynthesis yn y rhyngweithio rhwng egni golau (neiskusstvennoy artiffisial a) oddi wrth y planhigyn. Ymateb i'r pelydrau mater gwyrdd - cloroffyl, y rhan fwyaf ohonynt yn cael ei chynnwys yn y dail.

Mae ffurfio ATP a NADP * H - o ganlyniad i adwaith o'r fath. Mae'r cynhyrchion hyn yn angenrheidiol ar gyfer y digwyddiad o adweithiau tywyll. O ganlyniad, y cam golau - proses rhwymo, heb y bydd yn yr ail gam - y tywyllwch.

Y cam tywyll: hanfod a hynodion

ffotosynthesis tywyll ac mae ei hymateb yn garbon deuocsid weithdrefn sylweddau organig i gael carbohydradau. Gweithredu adweithiau hyn yn digwydd yn y stroma cloroplast a chyfranogiad gweithredol y cynnyrch yn cymryd y cam cyntaf o ffotosynthesis - golau.

Yn mecanwaith ffotosynthetig seiliedig tywyll cam ar y broses o gymathu o garbon deuocsid (a elwir hefyd carboxylation ffotocemegol, beicio Calvin), sy'n cael ei nodweddu gan cylchol. Mae'n cynnwys tri cham:

1. Garbonadu - esgyniad CO _2.
2. cam Adferol.
3. ribulozodifosfat adfywio cam.

Ribulofosfat - siwgrau gyda phum atom carbon - yn cynnig ei hun at y drefn o ffosfforyleiddiad ar draul ATP, a thrwy hynny gynhyrchu ribulozodifosfat sydd yn destun pellach i carboxylation drwy cysylltiad â'r cynnyrch CO ₂ gyda chwe carbons, a oedd yn pydredig yn syth drwy adwaith gyda moleciwl dŵr, gan greu dwy rywogaeth moleciwlaidd phosphoglyceric asid . Yna yr asid sy'n cael adferiad llwyr yn y adweithiau enzymatic gweithredu ar gyfer a oedd yn gofyn presenoldeb ATP a NADP i ffurfio siwgr at dri carbons - siwgr tri-garbon, trios neu phosphoglyceraldehyde aldehyde. Pan fydd dau moleciwl hecsos tew trios o'r fath yn cael ei sicrhau, a all fod yn rhan o'r moleciwl startsh a wrth gefn debugged.

Mae'r cam hwn yn dod i ben gan y ffaith bod yn ystod y broses ffotosynthesis, yn cael ei amsugno gan un moleciwl o _CO2 a defnyddio tri moleciwlau ATP a pedwar atom H Geksozofosfat parod i ymateb y cylch ffosffad pentos, gan arwain at ribulozofosfata adfywio y gellir ei aduno moleciwl arall o asid carbonig.

adwaith Carboxylation, adfer, ni all adfywiad yn cael eu hystyried ar gyfer y celloedd penodol lle ffotosynthesis yn digwydd yn unig. Beth yw prosesau llif "gwisg", hefyd, ni ellir ei ddweud, oherwydd mae gwahaniaeth yn dal i fod - pan fydd y broses adfer yn defnyddio NADPH + H yn hytrach na NAD + H.

Accession CO ₂ ribulozodifosfat undergoes catalysis, sy'n darparu ribulozodifosfatkarboksilaza. Mae'r cynnyrch adwaith yw 3-phosphoglycerate, sy'n gwella ar draul NADPH * H2 ac ATP i glyceraldehyde-3-ffosffad. Mae'r broses yn cael ei leihau gatalyddu gan glyceraldehyde dehydrogenase 3-ffosffad. Mae'r olaf yn cael ei drawsnewid yn hawdd i ffosffad dihydroxyacetone. Mae'r fruktozobisfosfata ffurfio. Rhan o'i moleciwlau yn cael cymryd rhan yn y broses adfywio ribulozodifosfat, cau y cylch, ac mae'r ail ran yn cael ei weithredu er mwyn creu carbohydrad wrth gefn mewn celloedd ffotosynthetig, hy mae ganddo'r ffotosynthesis o garbohydradau.

Mae angen egni golau ar gyfer ffosfforyleiddiad a synthesis o sylweddau organig, ac mae angen egni ocsideiddio o sylweddau organig ar gyfer ffosfforyleiddiad oxidative. Dyna pam mae'r llystyfiant yn darparu bywyd i anifeiliaid ac organebau eraill sy'n heterotroffig.

Ffotosynthesis mewn celloedd planhigion yn digwydd yn y ffordd hon. Mae ei gynhyrchion yn cael eu carbohydradau angenrheidiol ar gyfer y sgerbydau carbon amrywiaeth o sylweddau o fflora o'r byd sydd o darddiad organig greu.

sylweddau nitrogen organig hamsugno mewn organebau ffotosynthetig math gan y gostyngiad o nitrad anorganig, a sylffwr - oherwydd y gostyngiad o sulfates i grwpiau sulfhydryl o asidau amino. Yn darparu ffurfio proteinau, asidau niwclëig, lipidau, carbohydradau, cofactors yw ffotosynthesis. Beth yw "plât" o sylweddau hanfodol ar gyfer y gwaith sydd eisoes wedi cael ei bwysleisio, ond ar y cynhyrchion synthesis uwchradd sydd yn sylweddau meddyginiaethol gwerthfawr (flavonoids, alcaloidau, terpenau, polyffenolau, steroidau, orgkisloty ac eraill), dywedwyd nid gair. Felly, dim ormod i ddweud bod ffotosynthesis - yr allwedd i fywyd planhigion, anifeiliaid a phobl.