Svetlobna faza fotosinteze

Svetlozna faza fotosinteze je postopek, kjer je potrebna sončna svetloba za pretvorbo ogljikovega dioksida v kisik

Kaj je svetleča faza fotosinteze?

The faza Svetlobna fotosinteza To je prvi del fotosintetskega procesa, ki zahteva prisotnost svetlobe, da pridobi kemično energijo v obliki ATP in NADPH. Iz disociacije molekul vode bo ustvaril kisik.

Biokemijske reakcije se pojavljajo v tilakoidih kloroplasta, kjer najdemo fotosintetske pigmente, ki jih vzbuja svetloba. To so klorofil do, Klorofil b in karotenoidi.

Za reakcije, odvisne od svetlobe, je potrebnih več elementov. Svetlobni vir znotraj vidnega spektra je potreben. Prav tako je potrebna prisotnost vode.

Svetlozna faza fotosinteze ima kot končni izdelek tvorba ATP (adenozin trifosfat) in NADPH (nikotinamid in adeninski diukleotidni fosfat).

Te molekule se uporabljajo kot vir energije za pritrditev co₂ v temni fazi. Tudi v tej fazi se sprosti oz₂, produkt rupture molekule H₂o.

Zahteve

Da bi lahko prišlo do reakcij, ki so odvisne od svetlobe v fotosintezi, je treba razumeti lastnosti svetlobe. Prav tako je treba vedeti strukturo vpletenih pigmentov.

Svetloba

Svetloba ima lastnosti valov in delcev. Energija doseže Zemljo od sonca v obliki valov različnih dolžin, znanih kot elektromagnetni spekter.

Približno 40% svetlobe, ki doseže planet, je vidna svetloba. To najdemo v valovnih dolžinah med 380-760 nm. Vključuje vse barve mavrice, vsaka z značilno valovno dolžino.

Najučinkovitejše valovne dolžine za fotosintezo so vijolične do modre (380-470 nm) in rdeče-oranžno rdeče barve (650-780 nm).

Svetloba ima tudi lastnosti delcev. Ti delci se imenujejo fotoni in so povezani z določeno valovno dolžino. Energija vsakega fotona je obratno sorazmerna z njegovo valovno dolžino. Pri krajši valovni dolžini večja energija.

Vam lahko služi: ectomicorrizas in endomicorrizas: glavne značilnosti

Ko molekula absorbira foton svetlobne energije, se eden od njegovih elektronov napaja. Elektron lahko zapusti atom in ga sprejme sprejemnik. Ta postopek se pojavi v svetlobni fazi fotosinteze.

Pigmenti

V tilakoidni membrani (struktura kloroplasta) so predstavljeni različni pigmenti z možnostjo absorbiranja vidne svetlobe. Različni pigmenti absorbirajo različne valovne dolžine. Ti pigmenti so klorofil, karotenoidi in fikobilini.

Karotenoidi dajejo rumene in oranžne barve, ki so prisotne v rastlinah. Fikobiline najdemo v cianobakterijah in rdečih algah.

Klorofil velja za glavni fotosintetski pigment. Ta molekula ima dolge hidrofobne ogljikovodike, ki jih ohranja skupaj s tilakoidno membrano. Poleg tega ima porfirinski obroč, ki vsebuje magnezijev atom. V tem obroču se lahka energija absorbira.

Obstajajo različne vrste klorofila. Klorofil do Pigment je bolj neposredno vmešan v svetlobne reakcije. Klorofil b Absorbira svetlobo na drugačno valovno dolžino in to energijo prenaša na klorofil do.

V kloroplastu je približno trikrat več klorofila do Kakšen klorofil b.

Mehanizem

Fotosistemi

Molekule klorofila in drugi pigmenti so organizirane znotraj tilakoida v fotosintetskih enotah.

Vsaka fotosintetska enota je sestavljena iz 200-300 molekul klorofila do, majhne količine klorofila b, Karotenoidi in beljakovine. Predstavljeno je območje, imenovano reakcijski center, ki je mesto, ki uporablja svetlobno energijo.

Drugi prisotni pigmenti se imenujejo antenski kompleksi. Imajo funkcijo zajema in prenašanja svetlobe v reakcijski center.

Obstajata dve vrsti fotosintetskih enot, imenovani fotosistemi. Se razlikujejo po tem, da so njihovi reakcijski centri povezani z različnimi beljakovinami. V svojih absorpcijskih spektrih povzročajo rahel premik.

Vam lahko služi: navadna goba: značilnosti, lastnosti, reprodukcija

V fotosistemu i, klorofil do povezan z reakcijskim centrom ima 700 nm absorpcijski vrh (P₇₀₀). V fotosistemu II se absorpcijski vrh pojavi pri 680 nm (P₆₈₀).

Fotoliza

Med tem postopkom se pojavi ruptura molekule vode. Sodelujte s PhotoStem II. Foton svetlobe vpliva na molekulo P₆₈₀ in poganja elektron na višji ravni energije.

Navdušene elektrone sprejema molekula Uglyte, ki je vmesni sprejemnik. Nato prečkajo tilakoidno membrano, kjer jih sprejme molekula plastokinona. Elektroni se končno dodelijo P₇₀₀ fotosistema i.

Elektroni, ki jih je odstopil P₆₈₀ Nadomeščajo jih drugi iz vode. Za razbijanje molekule vode je potreben beljakovine, ki vsebujejo mangan (z beljakovine).

Ko je h₂o pokvarjen, se sprostita dva protona (h⁺) in kisik. Zahteva se, da se razdelita dve molekuli vode, tako da se sprosti molekula o₂.

Fotofosforilacija

V skladu s smerjo elektronskega pretoka obstajata dve vrsti fotofosforilacije.

Neciklična fotofosforilacija

V istem posredovanju oba fotosistema I in II. Imenuje se neciklično, ker je tok elektronov v enem smislu.

Ko pride do vzbujanja molekul klorofila, se elektroni premaknejo skozi transportno verigo elektronov.

Začne se v fotosistemu I, ko foton svetlobe absorbira molekula P₇₀₀. Navdušeni elektron se prenese na primarnega sprejemnika (Fe-S), ki vsebuje železo in sulfid.

Nato prenesite molekulo feredoksina. Nato se elektron odpravi na transportno molekulo (FAD). To ga daje molekuli NADP⁺ ki ga zmanjša na Nadph.

Vam lahko služi: fotonastia

Elektroni, ki jih v fotolizi dodeli Photosystem II, bodo nadomestili tiste, ki jih dodeli P₇₀₀. To se zgodi prek transportne verige, ki jo tvorijo pigmenti, ki vsebujejo železo (citokromi). Poleg tega vmešajo plastocianini (beljakovine, ki predstavljajo baker).

Med tem postopkom se pojavijo molekule NADPH in ATP. Za nastajanje ATP encim ATPSIntinsease posega.

Ciklična fotofosforilacija

Zgodi se samo v fotosistemu i. Ko molekule reakcijskega središča P₇₀₀ Navdušeni so, elektroni sprejemajo molekula P₄₃₀.

Nato se elektroni vključijo v transportno verigo med obema fotosistemima. V tem procesu se proizvajajo molekule ATP. Za razliko od neciklične fotofosforilacije NADPH ne proizvedeno ali sproščeno ali₂.

Na koncu postopka prevoza elektronov se vrnejo v reakcijski center fotosistem. Zato se imenuje ciklična fotofosforilacija.

Končni izdelki

Na koncu svetlobnega faznega kisika se sprosti (ali₂) v okolje kot s proizvodom fotolize. Ta kisik gre v ozračje in se uporablja pri dihanju aerobnih organizmov.  

Drug končni produkt svetlobne faze je NADPH, koencim (del neproteinskega encima), ki bo sodeloval pri fiksaciji Co₂ med ciklom Calvin (temna faza fotosinteze).

ATP je nukleotid, ki se uporablja za pridobivanje potrebne energije, potrebne v presnovnih procesih živih bitij. To se porabi v sintezi glukoze.

Reference

1. Salomon, e., L. Berg in d. Martín (1999). biologija. Medameriški uredniki MGRAW-HILL. 
2. Sarn, k. (1997). Uvodna rastlinska biologija. WC Brown Publishers. 
3. Yamori, w., T. Shikanai in a. Makino (2015). Fotosistem I Ciklični pretok elektronov prek kompleksa, podobnega dehidrogenaze na Kloroplastu, deluje do fiziološke vloge za fotosintezo do slabe svetlobe. Znanstveno poročilo Nature.