Ciemna faza fotosyntezy

Ciemna faza fotosyntezy jest procesem biochemicznym, przez który rośliny przekształcają dwutlenek węgla w glukozę

Jaka jest mroczna faza fotosyntezy?

ciemna faza fotosyntezy Jest to proces biochemiczny, w którym rośliny przekształcają dwutlenek węgla w glukozę. Mówi się o ciemności, ponieważ światło nie jest potrzebne do procesu. Jest również znany jako faza utrwalania węgla lub cykl calvin-benson. Ten proces występuje w Zręb chloroplastowy.

W ciemnej fazie energia chemiczna jest dostarczana przez produkty wytwarzane w fazie świetlnej. Produkty te to cząsteczki energii ATP (trfosforan adenozyny) i NADPH (zmniejszony nosiciel elektronów).

Podstawowym surowcem procesu w fazie ciemnej jest węgiel, który jest uzyskiwany z dwutlenku węgla. Produktem końcowym są węglowodany lub proste cukry.

Te uzyskane związki węglowe są podstawowymi podstawami organicznych struktur żywych istot.

Charakterystyka ciemnej fazy fotosyntezy

- Nazywa się go ciemnym, nie wymagając bezpośredniego udziału w świetle słonecznym dla jego rozwoju. Ten cykl występuje w ciągu dnia lub nocy.

- Ciemna faza rozwija się głównie w zrębie chloroplastu w większości organizmów fotosyntetycznych. Stroma jest matrycą, która wypełnia wewnętrzną jamę chloroplastu wokół układu tilacoidowego (gdzie przeprowadzana jest faza światła).

- W zrębie są enzymy niezbędne do wystąpienia fazy ciemnej. Najważniejszym z tych enzymów jest Rubisco (karboksylaza/tlenowa karboksylazy/tlenu), najliczniejsze białko, reprezentujące od 20 do 40% wszystkich istniejących rozpuszczalnych białek.

Mechanizmy

Węgiel wymagany do procesu ma postać co₂ (dwutlenek węgla) w środowisku. W przypadku glonów i cyjanobakterii Co₂ rozpuszcza się w otaczającej wodzie. W przypadku roślin CO₂ dociera do komórek fotosyntetycznych przez Stomata (komórki naskórka).

Może ci służyć: popiół

Cykl Calvin-Benson

Ten cykl ma kilka reakcji:

Początkowa reakcja

CO₂ Patrzy na związek akceptora z pięciu węgli (Ribulosa 1,5-bifosforan lub RUBP). Proces ten jest katalizowany przez enzym Rubisco. Powstały związek to cząsteczka sześciokrębowa.

Łamie się szybko i tworzy dwa związki trzech węgli każdy (3-fosfoglicerynacja lub 3 pg).

Drugi proces

W tych reakcjach stosuje się energię dostarczaną przez ATP z fazy świetlnej. Fosforylacja promowana przez energię ATP i proces redukcji, w której pośredniczy NADPH. Zatem 3-fosfoglicerynian jest redukowany do 3-fosforanu gliceraldehydu (G3P).

G3P to trzy -węglowy cukier fospatada, zwany także fosforanem triosa. Tylko szósta część 3-fosforanu gliceraldehydu (G3P) jest przekształcana w cukry jako produkt cyklu.

Ten metabolizm fotosyntetyczny nazywa się C3, ponieważ podstawowym produktem, który jest otrzymywany.

Proces końcowy

Części G3P, które nie są przekształcane w cukry, są przetwarzane w celu tworzenia monofosforanu Ribulous (zad). Rump to produkt pośredni, który przekształca się w 1,5-bifosforan (RUBP) Ribulous. W ten sposób akceptor co₂ jest odzyskiwany A cykl Kelvin-Benson zamyka.

Spośród całkowitego rubp wytworzonego w cyklu na typowym arkuszu, tylko jedna trzecia staje się skrobią. Ten polisacharyd jest przechowywany w chloroplastu jako źródło glukozy.

Inna część jest przekształcana w sacharozę (disacharyd) i transportowana do innych narządów zakładu. Następnie sacharoza jest hydrolizowana, tworząc monosacharydy (glukoza i owocna).

Inne fotosyntetyczne metabolizm

W szczególności warunki środowiskowe, fotosyntetyczny proces roślin ewoluował i stał się bardziej wydajny. Doprowadziło to do pojawienia się różnych dróg metabolicznych w celu uzyskania cukrów.

Może ci służyć: Tuja zachodnia: Charakterystyka, siedlisko, homeopatia, uprawa

Metabolizm C4

W ciepłych środowiskach grupy liści są zamknięte w ciągu dnia, aby uniknąć utraty pary wodnej. Dlatego stężenie Co₂ w liściu zmniejsza się w stosunku do tlenu (lub₂). Enzym Rubisco ma podwójne powinowactwo podłoża: Co₂ i O₂.

Przy niskich stężeniach Co₂ i wysokich₂, Rubisco katalizuje kondensację O₂. Proces ten nazywa się fotorerystycznych i zmniejsza wydajność fotosyntetyczną. W celu przeciwdziałania fotoreryzacji niektóre środowiska tropikalne opracowały szczególną anatomię i fizjologię fotosyntetyczną.

Podczas metabolizmu C4 węgiel jest ustalony w komórkach mezofyl. Utrwalenie Co₂ występuje w nocy. Nie zdarza się to w zrębie chloroplastu, ale w cytozolu komórek mezofylowych.

Utrwalenie Co₂ występuje przez reakcję karboksylacji. Enzym, który katalizuje reakcję, jest fosfoenolopirogronianowa karboksylaza (pep-karboksylaza), która nie jest wrażliwa na niskie stężenia CO₂ W komórce.

Cząsteczka akceptora CO jest kwasem fosfoenolpirycznym (PEPA). Otrzymanym produktem pośredniego jest kwas szczawiooctowy lub szczawiocetan. Szczawiocetan jest redukowany do malato u niektórych gatunków roślin lub asparaginianu (aminokwasu) w innych.

Następnie zło przechodzi do naczyniowych komórek fotosyntetycznych. Tutaj jest dekarboksylowany i występuje pirogronian i co₂.

CO₂ wchodzi do cyklu Calvin-Benson i reaguje z Rubisco, tworząc PGA. Ze swojej strony pirogronian powraca do komórek mezofylowych, gdzie reaguje z ATP, aby zregenerować akceptor dwutlenku węgla.

Metabolizm kamery

Kwaśny metabolizm Crasulaceae (CAM) to kolejna strategia utrwalania Co₂. Mechanizm ten ewoluował niezależnie w różnych grupach soczystych roślin.

Może ci służyć: Dicotyledonous

Rośliny CAM używają zarówno drogi C3, jak i C4, jak w roślinach C4. Ale rozdział obu metabolizmu jest tymczasowy.

CO₂ jest ustawiany w nocy przez aktywność pep-karboksylazy w cytosolu i tworzy szczawinik. Szczawiocetan jest redukowany do malato, który jest przechowywany w próżni jako formalny kwas.

Następnie, w obecności światła, kwas jałowy odzyskuje się z wakuoli. Jest dekarboksylowany, a CO₂ jest przenoszony do RUBP cyklu Calvin-Benson w tej samej komórce.

Rośliny CAM mają komórki fotosyntetyczne z dużymi wakuolami, w których przechowywane jest kwas ryku, a chloroplasty, w których Co₂ -OWTTATION z kwasu muzycznego jest przekształcane w węglowodany.

Produkty końcowe

Na końcu ciemnej fazy fotosyntezy wytwarzane są różne cukry. Sacharoza jest produktem pośredniego, który jest szybko mobilizowany z liści do innych części rośliny. Można go używać bezpośrednio do uzyskania glukozy.

Skrobia jest używana jako substancja rezerwowa. Może się gromadzić na arkuszu lub być transportowany do innych narządów, takich jak łodygi i korzenie. Jest utrzymywane, dopóki nie będzie wymagane w różnych częściach zakładu. Jest przechowywany w specjalnych plastydach, zwany amyloplastem.

Produkty uzyskane z tego cyklu biochemicznego są niezbędne dla rośliny. Wytworzona glukoza jest wykorzystywana jako źródło węgla do ustanowienia związków, takich jak aminokwasy, lipidy lub kwasy nukleinowe.

Z drugiej strony, produkt cukru wytwarzanej fazy reprezentuje podstawę łańcucha pokarmowego. Związki te reprezentują pakiety energii słonecznej przekształcone w energię chemiczną, wykorzystywane przez wszystkie żywe organizmy.

Bibliografia

1. Raven, str.H., R.F. Evert i s.I. Eichhorn (1999). Biologia roślin. WH Freeman i firma warte wydawców.
2. Salomon, e.P., L.R. Berg i d.W. Martin (2001). biologia. McGraw-Hill Inter-American.