Fotosyntéza: co to je, shrnutí procesu a kroky

THE fotosyntéza je fotochemický proces, který spočívá ve výrobě energie slunečním světlem a fixaci uhlíku z atmosféry.

Lze jej shrnout jako proces přeměny světelné energie na energii chemickou. Termín fotosyntéza má význam syntéza světlem.

Proces fotosyntézy

Schéma fotosyntézy
Reprezentace procesu fotosyntézy

Fotosyntéza je proces, který probíhá uvnitř rostlinné buňky, z CO2 (oxid uhličitý) a H2O (voda), jako způsob produkce glukózy.

Rostliny, řasy, sinice a některé bakterie provádějí fotosyntézu a nazývají se chlorofylové bytosti, protože mají pro tento proces základní pigment, chlorofyl.

Fotosyntéza se vyskytuje v chloroplastech, organelách přítomných pouze v rostlinných buňkách, a kde se nachází pigment chlorofyl odpovědný za zelenou barvu rostlin.

Pigmenty lze definovat jako jakýkoli typ látky schopný absorbovat světlo. Chlorofyl je nejdůležitějším pigmentem v rostlinách pro absorpci energie fotonů během fotosyntézy. Na procesu se také podílejí další pigmenty, jako jsou karotenoidy a fykobiliny.

Absorbované sluneční světlo má v procesu fotosyntézy dvě základní funkce:

  • Zvyšte přenos elektronů prostřednictvím sloučenin, které darují a přijímají elektrony.
  • Vytvořte protonový gradient nezbytný pro syntézu ATP (adenosintrifosfát - energie).

Přečtěte si také o části rostlin.

fotosyntetická rovnice

Souhrnně můžeme objasnit proces fotosyntézy pomocí následující reakce:

počáteční styl velikost matematické 20px 12 rovný prostor H se 2 přímými dolními indexy Prostor plus prostor 6 prostor CO se 2 dolními indexy Prostor šipka vpravo s lehkým horním indexem prostor prostor 6 rovný prostor O se 2 dolním indexem prostor plus rovný prostor C se 6 přímým dolním indexem H s 12 přímým dolním indexem O se 6 dolním indexem prostor plus 6 rovný prostor H se 2 přímým dolním indexem Konec styl

H2O a CO2 jsou látky potřebné k provedení fotosyntézy. Molekuly chlorofylu absorbují sluneční světlo a rozkládají H2O, uvolnění O2 a vodík. Vodík se připojuje k CO2 a tvoří glukózu.

Výsledkem tohoto procesu je obecná rovnice fotosyntézy, která představuje oxidačně-redukční reakci. H2O daruje elektrony, jako je vodík, ke snížení CO2 za vzniku sacharidů ve formě glukózy (C6H12Ó6).

Fotosyntetický proces je však podrobnější a probíhá ve dvou fázích, jak uvidíme níže.

Kroky fotosyntézy

Fotosyntéza je rozdělena do dvou fází: fáze světla a fáze temna.

světelná fáze

Čirá, fotochemická nebo světelná fáze, jak ji název definuje, jsou reakce, ke kterým dochází pouze za přítomnosti světla a probíhají v lamelách tylakoidů chloroplastu.

Absorpce slunečního světla a přenos elektronů probíhá prostřednictvím fotosystémů, což jsou soubory proteiny, pigmenty a transportéry elektronů, které tvoří strukturu v tylakoidních membránách chloroplast.

Existují dva typy fotosystémů, každý s přibližně 300 molekulami chlorofylu:

  • Photosystem I: Obsahuje P reakční centrum700 a přednostně absorbuje světlo o vlnové délce 700 nm.
  • Photosystem II: Obsahuje P reakční centrum680 a absorbuje světlo výhodně o vlnové délce při 680 nm.

Tyto dva fotosystémy jsou spojeny elektronovým transportním řetězcem a fungují nezávisle, ale komplementárně.

V této fázi probíhají dva důležité procesy: fotofosforylace a fotolýza vody.

Fotosystémy
Fotosystémy jsou odpovědné za absorpci světla a transport elektronů za účelem výroby energie

Fotofosforylace

Fotofosforylace je v zásadě přidání P (fosforu) k ADP (adenosindifosfát), což vede k tvorbě ATP.

V okamžiku, kdy je foton světla zachycen molekulami antény fotosystému, je jeho energie přenesena do reakčních center, kde se nachází chlorofyl. Když foton narazí na chlorofyl, stane se energizovaným a uvolní elektrony, které prošly různými akceptory a vytvořily se spolu s H2O, ATP a NADPH.

Fotofosforylace může být dvou typů:

  • acyklická fotofosforylace: Elektrony, které byly uvolněny chlorofylem, se nevracejí k němu, ale k druhému fotosystému. Produkuje ATP a NADPH.
  • Cyklická fotofosforylace: Elektrony se vracejí ke stejnému chlorofylu, který je uvolnil. Formulář pouze ATP.

vodní fotolýza

Fotolýza vody spočívá v rozpadu molekuly vody energií slunečního záření. Elektrony uvolněné v tomto procesu se používají k nahrazení elektronů ztracených chlorofylem ve fotosystému II a k produkci kyslíku, který dýcháme.

Obecná rovnice fotolýzy nebo Hill reakce je popsána následovně:

počáteční styl velikost matematiky 20px 2 rovné mezery H se 2 rovnými dolními indexy mezery mezery pravé šipky se světlem horní index přímý prostor O s 2 dolním indexovým prostorem plus prostor 4 k síle více prostoru plus prostor 4 rovný a k síle mínus konec stylu

Molekula vody je tedy konečným dárcem elektronů. Vytvořené ATP a NADPH budou použity pro syntézu uhlohydrátů z CO2. To se však stane v dalším kroku, temné fázi.

temná fáze

Temná fáze, pentózový cyklus nebo Calvinův cyklus mohou nastat v nepřítomnosti a přítomnosti světla a probíhají ve stromatu chloroplastů. Během této fáze se z CO vytvoří glukóza2. Zatímco tedy světelná fáze poskytuje energii, v temné fázi dochází k fixaci uhlíku.

Fotosyntetické reakce
Schéma Calvinova cyklu

Podívejte se na souhrn toho, jak probíhá Calvinův cyklus:

1. Uhlíková fixace

  • Na každém otočení cyklu molekula CO2 je přidáno. Produkovat dvě molekuly glyceraldehyd-3-fosfátu a jednu molekulu glukózy však trvá šest úplných otáček.
  • Šest molekul difosforečnanu ribulózy (RuDP) s pěti uhlíky se váže na šest molekul CO2, produkující 12 molekul kyseliny fosfoglycerové (PGA) se třemi uhlíky.

2. Výroba organických sloučenin

  • 12 molekul kyseliny fosfoglycerové (PGAL) se redukuje na 12 molekul fosfoglycerického aldehydu.

3. Regenerace difosfát ribulózy

  • Z 12 molekul fosfoglycerického aldehydu se 10 navzájem kombinuje za vzniku 6 molekul RuDP.
  • Dvě zbývající molekuly fosfoglycerického aldehydu slouží k zahájení syntézy škrobu a dalších buněčných složek.

Glukóza produkovaná na konci fotosyntézy se rozkládá a uvolněná energie umožňuje metabolismus buněk. Proces štěpení glukózy je buněčné dýchání.

Důležitost fotosyntézy

Fotosyntéza je základní proces přeměny energie v biosféře. Podporuje základ potravinového řetězce, ve kterém bude krmení organických látek poskytované zelenými rostlinami produkovat potravu pro heterotrofní bytosti.

Fotosyntéza má tedy svůj význam na základě tří hlavních faktorů:

  • Podporuje zachycování CO2 atmosférický;
  • Provádí obnovu O2 atmosférický;
  • Řídí tok hmoty a energie v ekosystémech.

Fotosyntéza a chemosyntéza

Na rozdíl od fotosyntézy, která vyžaduje světlo, chemosyntéza se děje při nedostatku světla. Spočívá ve výrobě organické hmoty z minerálních látek.

Jedná se o proces prováděný v zásadě ve dvou krocích pouze autotrofními bakteriemi za účelem získání energie. V prvním kroku se anorganické látky oxidují a ve druhém kroku dochází k redukci oxidu uhličitého, což vede k produkci organických sloučenin.

1. krok: Anorganická sloučenina + O2 → Oxidované anorganické sloučeniny + chemická energie
2. etapa: CO2 + H2O + chemická energie → organické sloučeniny + O2

Zjistěte více, přečtěte si také:

  • uhlíkový cyklus
  • kyslíkový cyklus
  • Botanika: studium rostlin
Savci: charakteristika a klasifikace

Savci: charakteristika a klasifikace

Vy savci jsou obratlovci patřící do domény Eukaryota, Kingdom Animalia, Phylum Chordata, Subphylu...

read more
Květiny: struktura, části a funkce

Květiny: struktura, části a funkce

Květina je struktura odpovědná za reprodukci krytosemenných rostlin.Právě rozmnožováním vznikají ...

read more
Představec: typy, funkce a struktura

Představec: typy, funkce a struktura

Stonek je součástí rostliny, která má hlavně funkci vedení látek a podpora. Je to orgán, který sp...

read more
instagram viewer