Фотосинтез - що таке? Стадії фотосинтезу. Умови фотосинтезу

Ві колі-небудь заміслюваліся, скільки на планеті живих організмів?! І Аджея всім їм нужно вдіхаті кисень, щоб віробіті Енергію и відіхнуті вуглекислий газ. Саме вуглекислий газ - Основною причиною такого явіща, як задуха в пріміщенні. Вона має місце тоді, коли в ньом находится много людей, а кімната трівалій годину не провітрюється. Кроме цього, отруйнімі Речовини наповнюють Повітря виробничі об`єкти, приватний автомобільний и громадський транспорт.

З урахуванням віщесказаного вінікає Цілком логічне запитання: як же ми тоді галі не задіхнуліся, если все живе є Джерелом отруйного вуглекислий газу? Спасителем усіх живих істот у даній ситуации Виступає фотосинтез. Що таке є цею процес и в чому его необходимость?

Его результат - регулювання балансу вуглекислий газу и насічення Повітря кисня. Відомій такий процес только представник світу флори, тобто Рослинам, оскількі відбувається только в їх клітінах.

Сам по Собі фотосинтез - це Надзвичайно доладна процедура, что Залежить від питань комерційної торгівлі умів и відбувається в кілька етапів.

визначення Поняття

Согласно з науковим визначенням, Органічні Речовини в процесі фотосинтезу превращаются в Органічні на клітінному Рівні у автотрофніорганізмів за рахунок впліву Сонячна світла.

Если Сказати більш зрозумілою мовою, фотосинтез представляет собою процес, при якому відбувається наступна:

1. Рослина насічується волога. Джерелом волога может буті вода з грунту або Вологе тропічне Повітря.
2. Відбувається Реакція хлорофілу (спеціальної Речовини, яка містіться в росліні) на Вплив Сонячної ЕНЕРГІЇ.
3. Освіта необхідної представник флори їжі, якові самостійно добути смороду не в змозі гетеротрофно способом, а Самі є ее виробника. Інакше Кажучи, рослини харчуються тім, что Самі віробляють. Це и є результат фотосинтезу.

етап перший

Практично Кожна рослина містіть зелена Речовини, Завдяк якому воно может поглінаті світло. Ця Речовини є НЕ чим іншім, як хлорофілом. Его Місцезнаходження - хлоропласти. А вісь хлоропласти розташовуються в Стеблових части рослини и его плодах. Альо особливо Поширення в природі фотосинтез листа. Оскількі Останній й достатньо простий за своєю структурою и має відносно велику поверхню, а значить, ОБСЯГИ ЕНЕРГІЇ, необхідної для протікання процесса-рятівника будут набагато более.

Відео: Просто про складне - фотосинтез

Коли світло погліненій хлорофілом, Останній перебуває в стані збудження и свои енергетичні посили передает іншім органічнім молекулам рослини. Найбільша Кількість такой ЕНЕРГІЇ дістається учасникам процесса фотосинтезу.

етап другий

Освіта фотосинтезу на іншому етапі НЕ требует обов`язкової участия світла. ВІН Полягає у формуванні хімічніх зв`язків з Використання отруйного вуглекислий газу, что утворюється з повітряних мас и води. Такоже відбувається синтез безлічі Речовини, Які забезпечують жіттєдіяльність представителей флори. Такими є крохмаль, глюкоза.

У рослин Такі Органічні елементи віступають Джерелом харчування для окрема частин рослини, одночасно забезпечуючі нормальний перебіг процесів життєдіяльності. Такі Речовини отримуються и представник фауни, Які вжівають рослини в їжу. Людський же організм насічується цімі Речовини через їжу, яка входити в ЩОДЕННИЙ раціон.

Що? Де? Коли?

щоб Органічні Речовини превратились в Органічні, нужно Забезпечити відповідні умови фотосинтезу. Для Розглянуто процесса необхідній в Першу Черга світло. Йдет и про штучне, и про Сонячна Світлі. На природі зазвічай діяльність рослин характерізується інтенсівністю Навесні и влітку, тобто тоді, коли існує необходимость в надходженні Великої кількості Сонячної ЕНЕРГІЇ. Чого не скажеш про осінню пору, коли світла все менше, день все Коротше. В результате листя жовтіє, а потім и зовсім опадає. Альо як только забліщать Перші весняні промінчики сонця, зійде зелена травичка, тут же відновлять свою діяльність хлорофілі, и почнет активне Вироблення кисня та других пожівніх Речовини, Які носять жіттєво важлівій характер.

Умови фотосинтезу включаються НЕ только наявність освітленості. Волога теж має буті достаточно. Аджея рослина спершись поглінає волога, а потім почінається Реакція з участю Сонячної ЕНЕРГІЇ. Результатом такого процесса и є продукти харчування рослин.

Тільки при наявності зеленого Речовини відбувається фотосинтез. Що таке хлорофілі, ми Вже розповідалі вищє. Смороду віступають Деяк провідником между світлом або Сонячна енергією и самим рослини, забезпечуючі належно перебіг їхнього життя и ДІЯЛЬНОСТІ. Зелені Речовини ма ють здатність поглінання безлічі Сонячних променів.

Чималий роль відіграє и кисень. Щоб процес фотосинтезу пройшов успешно, рослини нужно его багато, оскількі в его складі містіться Всього 0,03% вуглекіслої кислоти. Значить, з 20 000 м³ Повітря можна отріматі 6 м³ кислоти. Саме остання Речовини - основний вихідний матеріал для глюкози, яка, в свою черга, є Речовини, необхідною для життєдіяльності.

Існує две Стадії фотосинтезу. Перша назівається світлова, друга - темновая.

У чому Механізм протікання світловій Стадії

Світлова стадія фотосинтезу має ще одну Назва - фотохімічна. Основними учасниками на цьом етапі є:

• енергія сонця;
• різноманітні пігменти.

З Першої складової все зрозуміло, це сонячне світло. А ось что представляються собою пігменти, знає НЕ КОЖЕН. Смороду бувають зеленими, жовтими, червоними або сінімі. До зелених відносяться хлорофілі груп «А» и «Б», до жовтим и червоним / синім - фікобіліні відповідно. Фотохимическую Активність среди учасников цієї Стадії процесса віявляють только хлорофілі «А». Решті Належить доповнює роль, суть якої - збір квантів світла и їх транспортування до фотохимическому центру.

Оскількі хлорофіл наділеній здатністю ефективного поглінання Сонячної ЕНЕРГІЇ з Певної довжина Хвилі, були ідентіфіковані следующие фотохімічні системи:

- Фотохімічній центр 1 (зелені Речовини групи «А») - до складу включень пігмент 700, Який поглінає Світлові Промені, довжина якіх примерно 700 нм. Цьом пігменту Належить основна роль в створенні продуктов світловій Стадії фотосинтезу.

Відео: 71 - Світлова фаза фотосинтезу

- Фотохімічній центр 2 (зелені Речовини групи «Б») - до складу включень пігмент 680, Який поглінає Світлові Промені, довжина якіх 680 нм. Йому Належить роль іншого плану, яка Полягає в Функції заповненні електронів, втрачених фотохимическим центром 1. Досягається Завдяк гідролізу Рідини.

На 350- 400 молекул пігментів, Які концентрують в Собі потоки світла в фотосістемі 1 і 2 доводитися только одна молекула пігменту, что є активним фотохімічно - хлорофілу групи «А».

Що відбувається?

1. Світлова енергія, что поглінається рослини, впліває на что містіться в ньом пігмент 700, Який переходити Із звичайний стан в стан збудження. Пігмент втрачає електрон, в результате чего утворюється так кличуть входити електронна діра. Далі молекула пігменту, яка Втрати електрон, может віступаті в якості его акцептора, тобто стороною, что пріймає електрон, и повертаті свою форму.

2. Процес розкладання Рідини в фотохімічному центрі светопоглощающего пігменту 680 фотосистеми 2. При розкладанні води утворюються Електрон, Які спочатку акцептуються такою Речовини, як цитохром С550, и позначаються літерою Q. Потім від цитохрому Електрон потрапляють в ланцюг переносніків и транспортуються в фотохімічній центр 1 для Заповнення Електронної дірі, яка стала результатом Проникнення квантів світла и відновного процесса пігменту 700.

Бувають випадки, коли така молекула отрімує тому електрон, ідентічній Ранее. Це прізведе до віділення ЕНЕРГІЇ світла у виде тепла. Альо практично всегда електрон, что має негативний заряд, з`єднується зі спеціальнімі железосернімі білкамі и переноситися по одній з ланцюгів до пігменту 700 або потрапляє в іншу ланцюг переносніків и возз`єднується з постійнім акцептором.

При Першому варіанті має місце ціклічна транспортування електрона замкнутого типу, при іншому - неціклічні.

Обидвоє процеси потрапляють на першій Стадії фотосинтезу під каталізацію однієї и тієї ж ланцюга переносніків електронів. Альо Варто Зазначити, что при фотофосфорілювання ціклічного типу початкової и одночасно кінцевою точкою транспортування є хролофілла, в тій годину коли неціклічного транспортування предполагает Перехід зеленого Речовини групи «Б» до хлорофілу «А».

Особливості ціклічної транспортування

Фосфорилювання ціклічне назівається ще фотосінтетічнім. В результате такого процесса утворюються молекули АТФ. В Основі такого транспортування лежить повернення через кілька послідовніх етапів електронів в збудженому стані на пігмент 700, в результате чего вівільняється енергія, яка бере участь в работе фосфорилируют ферментної системи з метою подальшої акумуляції в фосфатних зв`язках АТФ. Тобто енергія НЕ розсіюється.

Фосфорилювання ціклічне є первинна реакцію фотосинтезу, в Основі якої технологія освіти хімічної ЕНЕРГІЇ на мембранних поверхнях тілактоідов хлоропластів Завдяк використанн ЕНЕРГІЇ Сонячних променів.

Без фотосінтетічного фосфорилювання Реакції асіміляції в темновой фазі фотосинтезу неможліві.

Нюанси транспортування неціклічного типу

Процес Полягає у відновленні НАДФ + і освіті НАДФ * Н. Механізм Заснований на передачі електрона ферредоксин, его відновної реакцією и подалі переходом до НАДФ + з подалі відновленням до НАДФ * Н.

В результате Електрон, Які Втратили пігмент 700, Заповнюють Завдяк Електрон води, яка розкладається під світловімі Променя в фотосістемі 2.

Нециклический шлях електронів, перебіг которого такоже має на увазі світловій фотосинтез, здійснюється за помощью взаємодії обох фотосистем между собою, пов`язує їх електронно-транспортні ланцюги. Світлова енергія Направляє потік електронів назад. При транспортуванні від фотохімічного центру 1 до центру 2 Електрон втрачають часть своєї ЕНЕРГІЇ в зв`язку з акумуляцією в якості протонного потенціалу на мембранної поверхні тілактоідов.

У темновой фазі фотосинтезу процес создания потенціалу протонного типу в транспортній ланцюга електрона и его експлуатація для освіти АТФ в хлоропластах практично Повністю ідентічній з таким же процесом в мітохондріях. Альо Особливості все-таки Присутні. Тілактоідамі в даній ситуации віступають мітохондрії вівернуті на віворітну сторону. Це и є Головною причиною того, что Електрон и протонів рухаються через мембрану в протилежних напрямку относительно перебігу перенесення в мембрані мітохондріальної. Електрон транспортуються до зовнішньої сторони, а протони накопічуються у Внутрішній части матриксу тілактоідного. Останній пріймає только позитивний заряд, а зовнішня мембрана тілактоіда - негативний. З цього віпліває, что шлях градієнта протонного типу протилежних его шляху в мітохондріях.

Наступний особлівістю можна назваті високий рівень рН в потенціалі протонів.

Третьою особлівістю є наявність в тілактоідной ланцюга только двох ділянок сполучення и як наслідок співвідношення молекули АТФ до протонів дорівнює 1: 3.

Висновок

На першій Стадії фотосинтез є взаємодією світлової ЕНЕРГІЇ (штучної и неіскусственное) з рослини. Реагують на Промені зелені Речовини - хлорофілі, велика частина якіх містіться у листі.

Освіта АТФ и НАДФ * Н - результат такой Реакції. ЦІ продукти необхідні для протікання Темнова реакцій. Отже, світлова стадія - обов`язковий процес, без которого НЕ состоится одного стадія - темновая.

Темнова стадія: суть и Особливості

Темнова фотосинтез и его Реакції є процедуру вуглекіслоті в Речовини органічного походження з Отримання вуглеводів. Здійснення таких реакцій відбувається в стромі хлоропласта и активну участь в них беруть продукти Першої Стадії фотосинтезу - світловій.

Відео: Механізм фотосинтезу

В Основі механізму темновой Стадії фотосинтезу покладаючи процес асіміляції діоксиду вуглецю (Ще назівається фотохімічнім карбоксилирование, циклом Кальвіна), Який характерізується ціклічністю. Складається з трьох фаз:

1. Карбоксілювання - Приєднання СО₂.
2. Відновлювальна фаза.
3. Фаза регенерації рібулозодіфосфат.

Рібулофосфат - цукор з п`ятьма атомами вуглецю - піддається процедурі фосфорилювання за рахунок АТФ, в результате чего утворюється рібулозодіфосфат, Який далі піддається карбоксилирование Завдяк з`єднанню з СО₂ продуктом з шістьма вуглецю, Які міттєво розкладаються при роботи з комерційними молекул води, створюючі две молекулярні Частки кислоти фосфоглицериновой. Потім ця кислота проходити курс полного Відновлення при здійсненні ферментатівної Реакції, для якої обов`язкова прісутність АТФ и НАДФ з утвореннями цукри з трьома вуглецю - трехуглеродного цукри, триоз або альдегіду фосфогліцерінового. Коли два таких триоз конденсуються, виходом молекула гексози, яка может стать складових частин молекули Крохмаль и регламентуватіме про запас.

Ця фаза завершується тім, что во время процесса фотосинтезу відбувається поглінання однієї молекули СО₂ и использование трьох молекул АТФ и чотірьох атомів Н. гексозофосфат піддається реакцій пентозофосфатного циклу, в результате чего відбувається регенерація рібулозофосфата, Який может знову возз`єднатіся з іншою молекулою вуглецевої кислоти.

Реакції карбоксілювання, Відновлення, регенерації нельзя назваті спеціфічнімі Виключно для Клітини, в Якій протікає фотосинтез. Що таке «однорідне» протікання процесів, теж не скажеш, оскількі відмінність все ж існує - при відновному процесі вікорістовується НАДФ * Н, а не НАД * Н.

Приєднання СО₂ рібулозодіфосфат піддається каталізації, якові Забезпечує рібулозодіфосфаткарбоксілаза. Продуктом Реакції є 3-фосфогліцерат, Який відновлюється за рахунок НАДФ * Н2 и АТФ до глицеральдегид-3-фосфату. Процес Відновлення каталізується Гліцеральдегід-3-фосфат-дегідрогеназі. Останній легко превращается в дігідроксіацетонфосфат. Відбувається Утворення фруктозобісфосфата. Частина его молекул бере участь в регенеруючому процесі рібулозодіфосфат, замікаючі цикл, а друга частина експлуатується для создания запасів вуглеводів в клітінах фотосинтезу, тобто має місце фотосинтез вуглеводів.

Енергія світла необхідна для фосфорилювання и синтезу Речовини органічного походження, а енергія окислення органічніх Речовини необхідна для окисного фосфорилювання. Саме тому рослінність Забезпечує життя тваринам и іншім організмам, Які відносяться до гетеротрофних.

Відео: ЄДІ з біології 2013 Відеоурок 11 Фотосинтез Університет Синергія

Фотосинтез в клітці рослин відбувається самє таким чином. Его продуктом є вуглеводи, необхідні для создания вуглецевіх скелетів безлічі Речовини представителей світу флори, Які ма ють органічне походження.

Речовини азоторганіческого типу засвоюються в фотосінтезуючіх організмах за рахунок Відновлення нітратів неорганічніх, а сірка - за рахунок Відновлення сульфатів до сульфгідрільніх груп амінокіслот. Забезпечує Утворення білків, нуклеїнових кислот, ліпідів, вуглеводів, кофакторов самє фотосинтез. Що таке «асорті» Речовини жіттєво важліво для рослин, вже підкреслювалося, а вісь про продукти вторинна синтезу, Які є цінними лікарськімі Речовини (флавоноїди, алкалоїді, терпіння, поліфенолі, стероїди, оргкіслоті и інші), які не Було сказано ні слова. Отже, без перебільшення можна Сказати, что фотосинтез - запорука життя рослин, тварин и людей.