НА фотосинтеза, термин, означаващ „синтез с помощта на светлина“, обикновено се определя като процес, чрез който организмът успява да получи храната си. Този процес се осъществява благодарение на слънчевата енергия, която се улавя и трансформира в химическа енергия и се среща в тъкани, богати на хлоропласти, една от най-активните тъкани е хлорофиловият паренхим, открит в листата.
Прочетете също: хранене на растенията
→ Стъпки на фотосинтеза
При растенията фотосинтеза се случва в хлоропласти и се характеризира с различните химична реакция наблюдаваното. Тези реакции могат да бъдат групирани в два основни процеса.
Светлинни реакции: се срещат в тилакоидната мембрана (вътрешни хлоропластни мембранни системи).
реакции на фиксиране на въглерод: възникват в стромата на хлоропласта (плътна течност вътре в органелата).
При фотосинтезата се използва въглероден диоксид и се отделя кислород. Обменът на газ със средата се случва благодарение на наличието на устици.
→ Фотосистеми
Преди да разберем всяка реакция, която протича във фотосинтезата, трябва да знаем къде се провеждат някои от тези реакции. Светлинните реакции се случват например в тилакоидната мембрана, по-точно в т.нар
фотосистеми.Фотосистемите са единици в хлоропласти, в които са вмъкнати хлорофили а и b и каротеноиди. В тези фотосистеми е възможно да се възприемат две части, наречени антенен комплекс и реакционен център. В антенния комплекс се откриват пигментни молекули, които улавят светлинната енергия и я отвеждат в реакционния център, място, богато на протеини и хлорофил.
В процеса на фотосинтеза е възможно да се провери наличието на две фотосистеми, свързани от електронно транспортна верига: o фотосистема I това е фотосистема II. Photosystem I абсорбира светлина с дължини на вълната от 700 nm или повече, докато Photosystem II абсорбира дължини на вълни от 680 nm или по-малко. Забележително е, че обозначението на фотосистемите I и II е дадено по реда на техните открития.
→ светлинни реакции
Обърнете внимание на диаграмата с основните точки на процеса на фотосинтеза.
При светлинни реакции първоначално светлинната енергия навлиза в фотосистема II, където се улавя и пренася до молекулите хлорофил Р680 на реакционния център. Тази молекула на хлорофила се възбужда, нейните електрони се захранват и транспортират от хлорофила към електронен акцептор. За всеки прехвърлен електрон той се заменя с електрон от процеса на водна фотолиза.
Двойките електрони напускат фотосистема I от електронна транспортна верига, стимулираща производството на ATP (голям източник на химическа енергия) по процеса, известен като фотофосфорилиране. Енергията, погълната от фотосистема I, се прехвърля към молекулите на хлорофил Р700 на реакционния център. Енергизираните електрони се улавят от молекулата на коензима NADP + и се заместват в хлорофил с електрони от фотосистема II. Енергията, образувана в тези процеси, се съхранява в молекули NADPH и ATP.
Прочетете също: Какво е АТФ?
Карта на ума: Фотосинтеза
* За да изтеглите мисловната карта в PDF, Натисни тук!
→ въглеродна фиксация
При реакциите на фиксиране на въглерод се използват NADPH и ATP, получени по-рано при леки реакции намаляване на въглеродния диоксид до органичен въглероден диоксид. На този етап се нарича поредица от реакции Цикъл на Калвин. В този цикъл три СО молекули2 те се комбинират със съединение, наречено рибулоза-1,5-бисфосфат (RuBP), образувайки нестабилно междинно съединение, което се разпада, образувайки шест молекули 3-фосфоглицерат (PGA).
След това молекулите на PGA се редуцират до шест молекули глицералдехид 3-фосфат (PGAL). Пет молекули PGAL се пренареждат и образуват три молекули RuBP. Тогава печалбата от цикъла на Калвин е от молекула PGAL, която ще се използва за производството на захароза и нишесте.
→ уравнение за фотосинтеза
Балансираното уравнение за фотосинтеза може да бъде описано по следния начин:
Погледнете балансираното уравнение на фотосинтезата.
Важно е да се подчертае, че като цяло образуването на глюкоза като произведен въглехидрат се наблюдава в уравнението за фотосинтеза. В процеса на фотосинтеза обаче първите произведени въглехидрати са захари, съставени само от три въглерода.
→ Значение на фотосинтезата за екосистемата
Фотосинтезът несъмнено е от съществено значение за екосистемите, като е отговорен например за снабдяване с кислород, който се използва от повечето живи същества за процеси за получаване на енергия (клетъчно дишане). Не трябва да забравяме, че фотосинтетичните организми са част от първото трофично ниво на хранителните вериги и мрежи и следователно те са основата в трофичната верига.
При фотосинтезата растенията и други фотосинтетични организми са в състояние да преобразуват слънчевата енергия в химическа енергия. Когато се консумира, натрупаната от производителите енергия преминава към следващото трофично ниво. По този начин можем да заключим, че за да функционира правилно една екосистема, това зависи от улавянето на слънчевата енергия и нейното превръщане в биомасата на фотосинтетичните организми.
Прочетете и вие: хранителна верига и мрежа
→ Фотосинтеза и хемосинтеза
Фотосинтеза и хемосинтеза са две процеси, извършвани от автотрофни организми. Хемосинтезата се откроява като процес, при който не е необходима слънчева енергия. процес, извършван от много организми, които живеят в екстремна среда, като хидротермални отвори в пропастите океански. При хемосинтеза органичните молекули се синтезират с помощта на химическа енергия от неорганични съединения. При фотосинтезата от своя страна има процес, при който органичните съединения се образуват с помощта на светлинната енергия, погълната от специални пигменти.
→ Резюме на фотосинтезата
Фотосинтезата е процес, при който слънчевата енергия се улавя и използва за производството на органични молекули.
Фотосинтезата се осъществява в хлоропластите.
Хлорофилът и каротеноидите са подредени в тилакоидите на хлоропластите, в единици, наречени фотосистеми.
Във фотосинтезата могат да се наблюдават две стъпки: светлинни реакции и реакции на фиксиране на въглерод.
В края на фотосинтезата се получават въглехидрати.
Фотосинтезата гарантира, че кислородът се предоставя на околната среда.
Фотосинтетичните организми са производители в хранителната верига.
От Ма. Ванеса дос Сантос