fotosintēze, termins, kas nozīmē “sintēze, izmantojot gaismu”, parasti tiek definēts kā process, kurā organismam izdodas iegūt pārtiku. Šis process tiek veikts, pateicoties saules enerģijai, kas tiek uztverta un pārveidota par ķīmisko enerģiju un notiek audos, kas bagāti ar hloroplasts, viens no aktīvākajiem audiem ir hlorofila parenhīma, kas atrodama lapās.
Lasiet arī: augu barošana
→ Fotosintēzes soļi
Augos fotosintēze notiek hloroplastos un to raksturo dažādi ķīmiskās reakcijas novērotā. Šīs reakcijas var sagrupēt divos galvenajos procesos.
Gaismas reakcijas: rodas tilakoīda membrānā (iekšējās hloroplastu membrānas sistēmas).
oglekļa fiksācijas reakcijas: rodas hloroplastu stromā (blīvs šķidrums organeles iekšienē).
Fotosintēzē tiek izmantots oglekļa dioksīds un izdalās skābeklis. Gāzes apmaiņa ar barotni notiek pateicoties stomātu klātbūtnei.
→ Fotosistēmas
Pirms izprast katru reakciju, kas notiek fotosintēzē, mums jāzina, kur notiek dažas no šīm reakcijām. Gaismas reakcijas notiek, piemēram, tilakoīda membrānā, precīzāk t.s. fotosistēmas.
Fotosistēmas ir hloroplastu vienības, kurās ievieto hlorofilus a un b, kā arī karotinoīdus. Šajās fotosistēmās ir iespējams uztvert divas daļas, ko sauc par antenas kompleksu un reakcijas centru. Antenas kompleksā ir atrodamas pigmenta molekulas, kas uztver gaismas enerģiju un aizved to uz reakcijas centru - vietu, kas bagāta ar olbaltumvielām un hlorofilu.
Fotosintēzes procesā ir iespējams pārbaudīt divu fotosistēmu klātbūtni, kuras savieno elektronu transporta ķēde: o fotosistēma I tas ir fotosistēma II. I fotosistēma absorbē gaismu ar viļņu garumu 700 nm vai vairāk, savukārt Photosystem II absorbē 680 nm vai mazāku viļņu garumu. Jāatzīmē, ka I un II fotosistēmas apzīmējums tika dots to atklāšanas secībā.
→ gaismas reakcijas
Ievērojiet diagrammu ar galvenajiem fotosintēzes procesa punktiem.
Gaismas reakcijās sākotnēji gaismas enerģija nonāk fotosistēma II, kur tas ir ieslodzīts un nogādāts uz hlorofila P molekulām680 reakcijas centra. Šī hlorofila molekula ir satraukta, tās elektroni tiek aktivizēti un tiek transportēti no hlorofila uz elektronu akceptoru. Katram nodotajam elektronam to aizstāj ar elektronu no ūdens fotolīzes procesa.
Elektronu pāri atstāj fotosistēma I ar elektronu transporta ķēdi, palielinot ATP (liels ķīmiskās enerģijas avots) ar procesu, kas pazīstams kā fotofosforilēšana. I fotosistēmas absorbētā enerģija tiek pārnesta uz hlorofila P molekulām700 reakcijas centra. Enerģijas elektroni tiek uztverti ar koenzīma NADP + molekulu, un hlorofilā tos aizstāj ar elektroniem no II fotosistēmas. Šajos procesos izveidotā enerģija tiek uzkrāta NADPH un ATP molekulās.
Lasiet arī: Kas ir ATP?
Prāta karte: fotosintēze
* Lai lejupielādētu domu karti PDF formātā, Noklikšķiniet šeit!
→ oglekļa fiksācija
Oglekļa fiksācijas reakcijās tiek izmantoti NADPH un ATP, kas agrāk radušies gaismas reakcijās samazināt oglekļa dioksīdu līdz organiskajam oglekļa dioksīdam. Šajā posmā tika saukta virkne reakciju Kalvina cikls. Šajā ciklā trīs CO molekulas2 tie apvienojas ar savienojumu, ko sauc par ribulozes-1,5-bifosfātu (RuBP), veidojot nestabilu starpproduktu savienojumu, kas sadalās, iegūstot sešas 3-fosfoglicerāta (PGA) molekulas.
Pēc tam PGA molekulas reducē līdz sešām gliceraldehīda 3-fosfāta (PGAL) molekulām. Piecas PGAL molekulas pārkārtojas un veido trīs RuBP molekulas. Pēc tam Kalvina cikla ieguvums ir PGAL molekula, ko izmantos saharozes un cietes ražošanai.
→ fotosintēzes vienādojums
Sabalansēto fotosintēzes vienādojumu var raksturot šādi:
Apskatiet līdzsvaroto fotosintēzes vienādojumu.
Ir svarīgi uzsvērt, ka fotosintēzes vienādojumā parasti novēro glikozes kā saražotā ogļhidrāta veidošanos. Tomēr fotosintēzes procesā pirmie saražotie ogļhidrāti ir cukuri, kas sastāv tikai no trim ogļiem.
→ Fotosintēzes nozīme ekosistēmā
Fotosintēze neapšaubāmi ir būtiska ekosistēmām, jo tā ir atbildīga, piemēram, par skābekļa padeve, ko lielākā daļa dzīvo būtņu izmanto enerģijas iegūšanas procesos (šūnu elpošana). Mēs nedrīkstam aizmirst, ka fotosintētiskie organismi ir daļa no pārtikas ķēžu un tīklojumu pirmā trofiskā līmeņa, un tāpēc tie ir pamats trofiskajā ķēdē.
Fotosintēzē augi un citi fotosintēzes organismi spēj pārveidot saules enerģiju ķīmiskajā enerģijā. Patērējot, ražotāju uzkrātā enerģija pāriet uz nākamo trofisko līmeni. Tādējādi mēs varam secināt, ka, lai ekosistēma darbotos pareizi, tas ir atkarīgs no saules enerģijas uztveršanas un tās pārvēršanas fotosintētisko organismu biomasā.
Lasīt arī: pārtikas ķēde un tīkls
→ Fotosintēze un ķīmijsintēze
Fotosintēze un ķīmijas sintēze ir divi procesi, ko veic autotrofiski organismi. Hemosintēze izceļas ar procesu, kurā saules enerģija nav nepieciešama. process, ko veic daudzi organismi, kas dzīvo ekstremālā vidē, piemēram, hidrotermālās atveres dziļumā okeāna. Hemosintēzē organiskās molekulas tiek sintezētas, izmantojot neorganisko savienojumu ķīmisko enerģiju. Savukārt fotosintēzē ir process, kurā organiskie savienojumi veidojas, izmantojot gaismas enerģiju, ko absorbē īpaši pigmenti.
→ Fotosintēzes kopsavilkums
Fotosintēze ir process, kurā saules enerģija tiek uztverta un izmantota organisko molekulu ražošanai.
Fotosintēze notiek hloroplastos.
Hlorofils un karotinoīdi ir izvietoti hloroplastu tilakoīdos, vienībās, ko sauc par fotosistēmām.
Fotosintēzē var novērot divus posmus: gaismas reakcijas un oglekļa fiksācijas reakcijas.
Fotosintēzes beigās rodas ogļhidrāti.
Fotosintēze nodrošina skābekļa pieejamību videi.
Fotosintētiskie organismi ir pārtikas ķēdes ražotāji.
Autore Ma Vanesa dos Santos