Фотосинтеза: шта је то, сажетак процеса и кораци

ТХЕ фотосинтеза је фотохемијски процес који се састоји у производњи енергије кроз сунчеву светлост и фиксирању угљеника из атмосфере.

Може се сажети као процес претварања светлосне енергије у хемијску. Термин фотосинтеза има као значење синтеза светлошћу.

Процес фотосинтезе

Приказ процеса фотосинтезе

Фотосинтеза је процес који се одвија унутар биљне ћелије, од ЦО₂ (угљен-диоксид) и Х.₂О (вода), као начин за производњу глукозе.

Биљке, алге, цијанобактерије и неке бактерије врше фотосинтезу и називају се хлорофилним бићима, јер имају битан пигмент за процес, хлорофил.

Фотосинтеза се јавља у хлоропластима, органелу присутном само у биљним ћелијама, и тамо где се налази пигмент хлорофил, одговоран за зелену боју биљака.

Пигменти се могу дефинисати као било која врста супстанце која може да упије светлост. Хлорофил је најважнији пигмент у биљкама за апсорпцију енергије фотона током фотосинтезе. У процесу учествују и други пигменти, попут каротеноида и фикобилина.

Апсорбована сунчева светлост има две основне функције у процесу фотосинтезе:

• Појачајте пренос електрона једињењима која донирају и прихватају електроне.
• Створити протонски градијент неопходан за синтезу АТП (Аденозин трифосфат - енергија).

Такође прочитајте о биљни делови.

једначина фотосинтезе

Укратко, процес фотосинтезе можемо разјаснити следећом реакцијом:

Х.₂О и ЦО₂ су супстанце потребне за спровођење фотосинтезе. Молекули хлорофила апсорбују сунчеву светлост и разграђују Х.₂О, пуштајући О.₂ и водоник. Водоник се придружује ЦО₂ и формира глукозу.

Овај процес резултира општом једначином фотосинтезе, која представља реакцију редукције оксидације. Х.₂О донира електроне, попут водоника, да би смањио ЦО₂ да би се створили угљени хидрати у облику глукозе (Ц.₆Х.₁₂О.₆).

Међутим, процес фотосинтезе је детаљнији и одвија се у две фазе, као што ћемо видети у наставку.

Кораци фотосинтезе

Фотосинтеза је подељена у две фазе: светлу и тамну.

светлосна фаза

Светлосна фаза, фотохемијска или светлосна, како је само име дефинише, реакције су које се јављају само у присуству светлости и одвијају се у ламелама тилакоида хлоропласта.

Апсорпција сунчеве светлости и пренос електрона одвија се кроз фотосистеме, који су скупови протеини, пигменти и преносници електрона, који чине структуру у тилакоидним мембранама хлоропласт.

Постоје две врсте фотосистема, сваки са око 300 молекула хлорофила:

• Пхотосистем И.: Садржи П реакциони центар₇₀₀ и пожељно апсорбује светлост таласне дужине од 700 нм.
• Пхотосистем ИИ: Садржи П реакциони центар₆₈₀ и апсорбује светлост таласне дужине пожељно на 680 нм.

Два фотосистема су повезана ланцем транспорта електрона и делују независно, али комплементарно.

У овој фази се одвијају два важна процеса: фотофосфорилација и фотолиза воде.

Фотосистеми су одговорни за апсорпцију светлости и транспорт електрона за производњу енергије

Фотофосфорилација

Фотофосфорилација је у основи додавање П (фосфора) у АДП (Аденозин дифосфат), што резултира стварањем АТП.

У тренутку када фотон светлости ухвате молекули антене фотосистема, његова енергија се преноси у реакционе центре, где се налази хлорофил. Када фотон погоди хлорофил, он се енергизира и ослобађа електроне који су прошли кроз различите акцепторе и формирани, заједно са Х₂О, АТП и НАДПХ.

Фотофосфорилација може бити две врсте:

• ациклична фотофосфорилација: Електрони које је ослободио хлорофил не враћају се њему, већ у други фотосистем. Производи АТП и НАДПХ.
• Циклична фотофосфорилација: Електрони се враћају у исти хлорофил који их је ослободио. Формирајте само АТП.

фотолиза воде

Фотолиза воде састоји се од разбијања молекула воде енергијом сунчеве светлости. Електрони ослобођени у процесу користе се за надокнађивање електрона изгубљених хлорофилом у фотосистему ИИ и за производњу кисеоника који удишемо.

Општа једначина фотолизе или Хилл-ове реакције описана је на следећи начин:

Дакле, молекул воде је крајњи донор електрона. Створени АТП и НАДПХ ће се користити за синтезу угљених хидрата из ЦО₂. Међутим, то ће се догодити у следећем кораку, мрачној фази.

тамна фаза

Тамна фаза, пентозни циклус или Цалвинов циклус могу се јавити у одсуству и присуству светлости и дешавају се у строми хлоропласта. Током ове фазе, глукоза ће се формирати из ЦО₂. Дакле, док светлосна фаза даје енергију, у тамној фази долази до фиксације угљеника.

Шема Цалвиновог циклуса

Погледајте резиме како се јавља Цалвинов циклус:

1. фиксација угљеника

• На сваком заокрету циклуса молекул ЦО₂ се додаје. Међутим, потребно је шест комплетних завоја да би се произвела два молекула глицералдехид 3-фосфата и један молекул глукозе.
• Шест молекула рибулозе дифосфата (РуДП), са пет угљеника, везује се за шест молекула ЦО₂, производећи 12 молекула фосфоглицеринске киселине (ПГА), са три угљеника.

2. Производња органских једињења

• 12 молекула фосфоглицеринске киселине (ПГАЛ) редуковано је на 12 молекула фосфоглицеринске алдехида.

3. Регенерација дифосфат рибулозе

• Од 12 молекула фосфоглицеринског алдехида, 10 се међусобно комбинује и формира 6 молекула РуДП.
• Два преостала молекула фосфоглицеринских алдехида служе за покретање синтезе скроба и других ћелијских компонената.

Глукоза произведена на крају фотосинтезе се разграђује, а ослобођена енергија омогућава метаболизам ћелија. Процес разградње глукозе је ћелијско дисање.

Значај фотосинтезе

Фотосинтеза је основни процес трансформације енергије у биосфери. Подржава базу ланца исхране, у којој ће храњење органских супстанци које пружају зелене биљке произвести храну за хетеротрофна бића.

Дакле, фотосинтеза има свој значај заснован на три главна фактора:

• Промовише прикупљање ЦО₂ атмосферски;
• Обавља обнављање О.₂ атмосферски;
• Покреће проток материје и енергије у екосистемима.

Фотосинтеза и хемосинтеза

За разлику од фотосинтезе која захтева појаву светлости, хемосинтеза дешава се у одсуству светлости. Састоји се у производњи органске материје од минералних супстанци.

У основи је то поступак у два корака који само аутотрофне бактерије обављају ради добијања енергије. У првом кораку неорганске супстанце се оксидирају, а у другом кораку се подвргава редукцији угљен-диоксида, што доводи до производње органских једињења.

1. корак: Неорганско једињење + О₂ → Оксидирана неорганска једињења + хемијска енергија
2. фаза: ЦО₂ + Х₂О + Хемијска енергија → Органска једињења + О₂

Сазнајте више, прочитајте такође:

• циклус угљеника
• циклус кисеоника
• Ботаника: проучавање биљака