Świetlista faza fotosyntezy

Lumowalna faza fotosyntezy to proces, w którym światło słoneczne jest wymagane do przekształcenia dwutlenku węgla w tlen

Jaka jest świetlista faza fotosyntezy?

faza Lumowalna fotosynteza Jest to pierwsza część procesu fotosyntetycznego, która wymaga obecności światła w celu uzyskania energii chemicznej w postaci ATP i NADPH. Z dysocjacji cząsteczek wody wygeneruje tlen.

Reakcje biochemiczne występują u chloroplastowych tilacoidów, gdzie występują pigmenty fotosyntetyczne, które są wzbudzone światłem. To są chlorofil Do, Chlorofil B i karotenoidy.

W przypadku reakcji zależnych od światła wymagane jest kilka elementów. Konieczne jest źródło światła w widocznym spektrum. Podobnie potrzebna jest obecność wody.

Lumowalna faza fotosyntezy ma jako produkt końcowy tworzenie ATP (tryfosforanu adenozyny) i NADPH (nikotynamid i fosforan dyukleotydowy adeninowy).

Cząsteczki te są wykorzystywane jako źródło energii do ustalania Co₂ w ciemnej fazie. Ponadto w tej fazie jest zwolniona lub₂, produkt pęknięcia cząsteczki H₂O.

Wymagania

Aby wystąpić reakcje zależne od światła w fotosyntezy, konieczne jest zrozumienie właściwości światła. Konieczne jest również znanie struktury zaangażowanych pigmentów.

Światło

Światło ma właściwości fali i cząstek. Energia dociera do ziemi ze słońca w postaci fal o różnych długościach, zwanych widmem elektromagnetycznym.

Około 40% światła, które dociera do planety, to światło widzialne. Stwierdzono to w długościach fali między 380-760 nm. Zawiera wszystkie kolory tęczy, każdy o charakterystycznej długości fali.

Najbardziej wydajne długości fali dla fotosyntezy to fiolet do niebieskiego (380-470 nm) i czerwony na czerwono (650-780 nm).

Światło ma również właściwości cząstek. Cząstki te są nazywane fotonami i są związane ze specyficzną długością fali. Energia każdego fotonu jest odwrotnie proporcjonalna do długości fali. Przy krótszej długości fali, większa energia.

Może ci służyć: Ectomicorrizas i Endomicorrizas: Główne cechy

Gdy cząsteczka pochłania foton energii światła, jeden z jej elektronów jest energetyzowany. Elektron może opuścić atom i być odebrany przez cząsteczkę akceptora. Proces ten występuje w fazie świetlnej fotosyntezy.

Pigmenty

W błonie tilakoidalnej (struktura chloroplastu) różne pigmenty mają zdolność do wchłaniania światła widzialnego. Różne pigmenty pochłania różne długości fal. Te pigmenty to chlorofil, karotenoidy i fikobiliny.

Karotenoidy dają żółte i pomarańczowe kolory obecne w roślinach. Ficobiliny znajdują się w cyjanobakteriach i czerwonych algach.

Chlorofil jest uważany za główny pigment fotosyntetyczny. Ta cząsteczka ma długie hydrofobowe węglowodory, które utrzymują ją razem z błoną tilacoidową. Ponadto ma pierścień porfiryny, który zawiera atom magnezu. Na tym pierścieniu energia światła jest wchłaniana.

Istnieją różne rodzaje chlorofilu. Chlorofil Do To pigment interweniuje bardziej bezpośrednio w reakcjach lekkich. Chlorofil B Wchłania światło na inną długość fali i przenosi tę energię do chlorofilu Do.

W chloroplastu jest około trzy razy więcej chlorofilu Do Jaki chlorofil B.

Mechanizm

Fotosystemy

Cząsteczki chlorofilu i inne pigmenty są zorganizowane w tilacoid w jednostkach fotosyntetycznych.

Każda jednostka fotosyntetyczna składa się z 200-300 cząsteczek chlorofilu Do, niewielkie ilości chlorofilu B, Karotenoidy i białka. Przedstawiono obszar zwany centrum reakcji, który jest miejscem wykorzystującym energię świetlną.

Pozostałe obecne pigmenty nazywane są kompleksami antenowymi. Mają funkcję przechwytywania i przekazywania światła do centrum reakcji.

Istnieją dwa rodzaje jednostek fotosyntetycznych, zwane fotosystemami. Różnią się tym, że ich centra reakcji są związane z różnymi białkami. Powodują niewielkie przemieszczenie w ich widmach absorpcyjnych.

Może ci służyć: wspólny grzyb: cechy, właściwości, reprodukcja

W fotosystemie I, chlorofil Do Powiązane z centrum reakcji ma pik absorpcji 700 nm (p₇₀₀). W fotosystemie II szczyt absorpcji występuje przy 680 nm (str₆₈₀).

Fotoliza

Podczas tego procesu występuje pęknięcie cząsteczki wody. Weź udział w Photostem II. Foton światła wpływa na cząsteczkę p₆₈₀ i napędza elektron na wyższym poziomie energii.

Wzbudzone elektrony są odbierane przez brzydką cząsteczkę, która jest pośredniego akceptora. Następnie przekraczają błonę tilacoidową, gdzie są akceptowane przez cząsteczkę plastochinonową. Elektrony są ostatecznie podawane P₇₀₀ fotosystemu i.

Elektrony, które zostały wycenione przez p₆₈₀ Są one zastępowane przez inne z wody. Białko zawierające mangan (białko Z) jest wymagane do rozbicia cząsteczki wody.

Kiedy H₂O jest zepsute, zwolnione są dwa protony (h⁺) i tlen. Wymagane jest, aby dwie cząsteczki wody zostały podzielone, aby uwolnić cząsteczkę O₂.

Fotofosforylacja

Istnieją dwa rodzaje fotofosforylacji, zgodnie z kierunkiem przepływu elektronów.

Fotofosforylacja niecykliczna

W tym samym interweniowaniu zarówno fotosystemu I i II. Nazywa się to nie -cykliczne, ponieważ przepływ elektronów jest w jednym sensie.

Gdy nastąpi wzbudzenie cząsteczek chlorofilu, elektrony będą przesuwane przez łańcuch transportu elektronów.

Zaczyna się w fotosystemie I, gdy foton światła jest wchłaniany przez cząsteczkę P₇₀₀. Podekscytowany elektron jest przenoszony do pierwotnego akceptora (FE-S), który zawiera żelazo i siarkę.

Następnie przejdź cząsteczkę ferredoksyny. Następnie elektron idzie do cząsteczki przenośnika (FAD). Daje to cząsteczce NADP⁺ to zmniejsza to do NADPH.

Może ci służyć: fotonastia

Elektrony przypisane przez Photosystem II w fotolizy zastąpią elektrody przypisane przez p₇₀₀. Dzieje się to przez łańcuch transportowy utworzony przez pigmenty zawierające żelazo (cytochromy). Ponadto interweniowane plastocyjany (białka obecne miedzi).

Podczas tego procesu występują zarówno cząsteczki NADPH, jak i ATP. Do tworzenia ATP enzym Atpintease interweniuje.

Cykliczna fotofosforylacja

Zdarza się to tylko w fotosystemie i. Gdy cząsteczki centrum reakcji p₇₀₀ Są podekscytowane, elektrony są odbierane przez cząsteczkę p₄₃₀.

Następnie elektrony są włączone do łańcucha transportu między dwoma fotosystemami. W tym procesie wytwarzane są cząsteczki ATP. W przeciwieństwie do niecyklicznej fotofosforylacji, NADPH nie jest wytwarzany ani uwalniany lub₂.

Pod koniec procesu transportu elektronów wracają do centrum reakcji fotosystemu I. Dlatego nazywana jest cykliczna fotofosforylacja.

Produkty końcowe

Na końcu tlenu w fazie świetlnej jest uwalniane (lub₂) do środowiska jako produkt fotolizy. Ten tlen idzie do atmosfery i jest stosowany w oddychaniu organizmów aerobowych.  

Kolejnym końcowym produktem fazy świetlnej jest NADPH, koenzym (część enzymu nie -białkowego), który weźmie udział w utrwaleniu Co₂ podczas cyklu Calvina (ciemna faza fotosyntezy).

ATP jest nukleotydem stosowanym do uzyskania niezbędnej energii wymaganej w procesach metabolicznych żywych istot. Jest to spożywane w syntezie glukozy.

Bibliografia

1. Salomon, e., L. Berg i d. Martín (1999). biologia. Międzyamerykańscy redaktorzy MGraw-Hill. 
2. Sarn, k. (1997). Biologia roślin wprowadzająca. WC Brown Publishers. 
3. Yamori, w., T. Shikanai i. Makino (2015). Fotosystem I cykliczny przepływ elektronów przez chloroplast NADH dehydrogenaza podobna do fizjologicznej roli fotosyntezy do niskiego światła. Nature Scientific Report.