Photosynthese – was ist das? Stufe der Photosynthese. Bedingungen Photosynthese

Haben Sie sich jemals gefragt, wie viel die Welt von lebenden Organismen?! Und weil alle brauchen sie Sauerstoff zu atmen, um Energie zu entwickeln und Kohlendioxid ausatmen. Nämlich Kohlendioxid – die Hauptursache für dieses Phänomen, wie der verstopften Raum. Es tritt auf, wenn es eine Menge Leute, und das Zimmer für eine lange Zeit nicht gelüftet. Darüber hinaus füllen toxische Substanzen, die Luftanlagen, privaten Auto und öffentlichen Verkehrsmitteln.

Im Hinblick auf die vorstehenden Ausführungen ist es eine logische Frage: Wie können wir noch nicht erstickt, wenn alles Leben die Quelle der giftigen Kohlendioxid ist? Retter aller Lebewesen in dieser Situation wirkt als Photosynthese. Was ist der Prozess und was ist ihre Notwendigkeit?

Das Ergebnis – Balance von Kohlendioxid und Sauerstoffsättigung der Luft. Dieser Prozess ist bekannt nur an den Vertreter der Flora der Welt gibt es Pflanzen, da nur in ihren Zellen geschieht.

Die Photosynthese selbst – ein äußerst kompliziertes Verfahren, abhängig von bestimmten Bedingungen und erfolgt in mehreren Stufen.

die Definition

Gemäß der wissenschaftlichen Definition, organische Substanzen in dem Verlauf der Photosynthese in organischen auf zellulärer Ebene umgesetzt werden, autotrophen Organismen aufgrund der Einwirkung von Sonnenlicht.

Um verständlicher Sprache zu sagen, Photosynthese ist ein Prozess, in dem die folgenden Ereignisse eintritt:

1. Die Anlage ist mit Feuchtigkeit gesättigt. Die Quelle der Feuchtigkeit kann Wasser oder aus dem Boden feucht tropischen Luft sein.
2. Es tritt Chlorophyll Reaktions (spezifische Substanz, die in der Anlage enthalten ist), um die Wirkung der Sonnenenergie.
3. Bildung wesentliche Flora Lebensmittel, die sie auf ihren eigenen produzieren, sind nicht in der Lage zu heterotrophen Art und Weise, während sie sich an den Hersteller sind. Mit anderen Worten werden die Pflanzen durch die Tatsache geführt, dass sie selbst produzieren. Dies ist das Ergebnis der Photosynthese.

Erster Schritt

Praktisch enthält jede Pflanze grün Material, mit dem sie Licht absorbieren können. Diese Substanz ist nicht mehr als ein Chlorophyll. Seine Lage – Chloroplasten. Aber die Chloroplasten sind in dem Stamm der Pflanze und ihre Früchte entfernt. Aber besonders häufig in der Natur Blatt Photosynthese. Da letztere ist relativ einfach in seiner Struktur und hat die Fläche eine relativ große Oberfläche, was bedeutet, dass das Volumen der erforderlichen Energie für das Auftreten des Retters des Prozesses viel mehr sein wird.

Wenn Licht durch Chlorophyll absorbiert wird, wobei letztere in einem Zustand der Erregung und ihre Energie Versprechungen andere organische Moleküle der Anlage überführt. Die größte Anzahl solcher Energie geht Teilnehmer Photosynthese.

Schritt zwei

Fotosynthese Bildung in der zweiten Stufe erfordert nicht die Beteiligung der Welt. Es besteht in der Bildung von chemischen Bindungen mit der Verwendung von giftigen Kohlendioxid aus Wasser und Luftmasse hergestellt. Auch die Synthese des Satzes von Substanzen, die die Möglichkeit bieten, Flora zu leben. Dies ist Stärke, Glukose.

In Pflanzen, organische Elemente wirken als Stromquelle für die einzelnen Teile der Anlage, während des normalen Gang des lebenswichtigen Prozesses bereitstellt. Diese Substanzen werden produziert und Fauna, die Pflanzen für Lebensmittel verwenden. Der menschliche Körper ist mit diesen Substanzen über die Nahrung gesättigt, die in der täglichen Ernährung enthalten ist.

Was? Wo? Wann?

Zu der organischen Substanz in den organischen gedreht wird, ist es notwendig, geeignete Bedingungen für die Photosynthese zur Verfügung zu stellen. Für diesen Prozess ist das Licht in erster Linie notwendig. Wir sprechen über das künstliche und Sonnenlicht. Nature Regel Pflanzen Aktivität wird durch die Intensität der Frühlings- und Sommer gekennzeichnet, das heißt, wenn es notwendig ist, eine große Menge an Sonnenenergie zu erhalten. Kann nicht über den Herbst Pore gesagt werden, wenn die Lichter sind weniger, kürzere und Tag. Als Ergebnis werden die Blätter gelb, und dann fallen ganz aus. Aber sobald die erste Feder Glanz Strahlen der Sonne, sofort grünes Gras steigt ihre Aktivitäten wieder aufnehmen Chlorophylle und wird die aktive Entwicklung von Sauerstoff und anderen Nährstoffen beginnen, die lebenswichtige Natur sind.

Photosynthese Bedingungen schließen nicht nur das Vorhandensein von Umgebungslicht. Feuchtigkeit sollte auch ausreichen. Schließlich nimmt die Pflanze Feuchtigkeit zuerst, und dann beginnt die Reaktion mit Solarenergie. Das Ergebnis dieses Prozesses und sind Pflanzenernährung Produkte.

Nur wenn es eine grüne Substanz Photosynthese. Was Chlorophyll ist, haben wir erwähnt oben. Sie sind die Art von Leiter zwischen dem Licht oder Sonnenenergie und der Pflanze selbst, richtigen Laufe ihres Lebens und Aktivitäten zu gewährleisten. Grüne Substanzen haben mehrere Sonnenlicht Aufnahmekapazität.

Es spielt eine wichtige Rolle und Sauerstoff. Um Photosyntheseprozess erfolgreich war, müssen die Pflanzen viel es, weil seine Zusammensetzung nur 0,03% Kohlensäure enthält. Daher von 20 000 m ³ Luft kann 6 m ³ Säure erhalten. Es ist die letztere Zutat – primärer Rohstoff für Glukose, die wiederum eine Substanz, die für das Leben ist.

Es gibt zwei Stufen der Photosynthese. Das erste ist das Licht, und das zweite genannt – die dunkel.

Was Mechanismus Versickerung Licht Bühne

Die Licht Stufe der Photosynthese ist ein anderer Name – photo. Die wichtigsten Teilnehmer in dieser Phase sind:

• Solarenergie;
• verschiedene Pigmente.

Mit der ersten Komponente klar, ist es Sonnenlicht. Aber was sind die Pigmente weiß nicht jeder. Sie kommen in grün, gelb, rot oder blau. So schließt grüne Chlorophylle Gruppen „A“ und „B“ zu den gelben und rot / blau – Phycobiline sind. Photochemische Aktivität Chlorophylle nur zeigt unter den Teilnehmern in diesem Stadium des Prozesses „A“. Der Rest gehört zur ergänzenden Rolle, die Wesen, von denen – die Sammlung von Lichtquanten und dessen Transport zum Zentrum von photochemischem.

Da Chlorophyll mit der Fähigkeit, eine effiziente Absorption der Sonnenenergie mit einer bestimmten Wellenlänge folgenden photochemischen Systemen ausgestattet sind identifiziert worden:

– Photochemisches Zentrum 1 (Grünmasse „A“ Gruppe) – in den 700-Pigment absorbierende Lichtstrahlen, deren Länge enthalten ist, etwa 700 nm. Dieses Pigment gehört zur fundamentalen Rolle bei der Schaffung von Produkten der Lichtstufe der Photosynthese.

– photochemische Zentrum 2 (grüne Stoffgruppe „B“) – ein Teil des Pigments 680 enthalten ist, die Lichtstrahl von 680 nm in der Länge absorbiert. Er besitzt Schauspieler, die 1. photo Zentrum verloren bei der Besetzung von Funktionen von Elektronen besteht diese durch Hydrolyse Flüssigkeit erreicht wird.

Bei 350- 400 Moleküle von Pigmenten, die eine konzentrierte Lichtflüsse in Photosystem 1 und 2 nur ein Molekül des Pigments aufweisen, die photochemisch aktiv ist – Chlorophyll Gruppe „A“.

Was ist los?

1. Die Lichtenergie durch die Pflanze absorbiert wird, hat eine Wirkung auf dem Pigment darin enthalten sind 700, die in einen Zustand der Anregung aus dem Normalzustand übergeht. Pigment ein Elektron verliert, was zu einem so genannten Elektronenloch. Des Weiteren, dass das Pigmentmolekül ein Elektron verloren hat, kann seine Akzeptor wirken wie, dh die Partei Elektronen akzeptiert, und die Form zurückzukehren.

2. Verfahren der photochemischen Zersetzung der Flüssigkeit, die in der Mitte des lichtabsorbierenden Pigment 680 Photo 2. Bei der Zersetzung von Wasser gebildeten Elektronen, die ursprünglich Material wie Cytochrom C550 angenommen werden, und durch den Buchstaben F gekennzeichnet Dann wird durch die Cytochrom-Elektronen geben dort die Schaltungsträger und sind zum Zentrum 1 zur photochemischen transportierte Löcher füllen e, die das Ergebnis des Eindringens von Lichtquanten und dem Wiederherstellungsprozess des Pigments 700 ist.

Es gibt Zeiten, in denen ein solches Molekül zurückkommt Elektron identisch bleibt. Dieser wird zur Isolierung von Lichtenergie als Wärme führen. Aber fast immer ein Elektron mit einer negativen Ladung, gekoppelt mit speziellen Eisen-Schwefel-Proteinen und ist an einen der Ketten getragen oder an das Pigment 700 in einer anderen Vektor-Schaltung fällt, und mit konstantem Akzeptor wieder vereint.

In der ersten Ausführungsform gibt es eine zyklischen Elektronentransport geschlossen, in der zweiten – zyklisch.

Beiden Verfahren fallen im ersten Schritt der Photosynthese unter der gleichen Kette von Elektronenüberträgern zu katalysieren. Es sollte jedoch beachtet werden, dass für die cyclischen Typen Photophosphorylierung gleichzeitig beginnen und beendet einen Chl Punkt transportieren, während, wenn der zyklische Übergang beinhaltet Substanz grüne Gruppe „B“ Transportieren „A“ an Chlorophyll.

Merkmale der zyklischen Transport

Die Phosphorylierung von zyklischen auch genannt Photosynthese. Als Ergebnis dieses Prozesses erzeugt das ATP-Molekül. Die Grundlage hierfür ist der Rücktransport nach einigen aufeinanderfolgenden Phasen in den Elektronen angeregten Zustand auf das Pigment 700, wodurch Energie freigesetzt wird, das Aufnahmeteil in dem phosphorylierenden Enzym-System zur weiteren Anreicherung in den Phosphatbindungen von ATP. Das heißt, Energie wird nicht abgeführt.

Die Phosphorylierung von cyclischen ist die primäre Reaktion der Photosynthese, bezogen auf die Bildung der chemischen Technologie Energie auf Chloroplasten tilaktoidov Membranoberflächen durch Sonnenlicht Energie.

Ohne photo Phosphorylierungsreaktion der Assimilation in der dunklen Phase der Photosynthese unmöglich.

Nuances transportieren nichtzyklischen Typs

Das Verfahren besteht in der Rückgewinnung von NADP + und NADPH Bildung von N *. Der Mechanismus basiert auf Elektronentransfer Ferredoxin seine Reduktionsreaktion und der anschließenden Übergang zu NADP + mit weiterer Reduktion zu NADP * H.

Als Ergebnis Elektronen, die 700 Pigment verloren haben, werden Elektronen durch das Wasser wieder aufgefüllt, die 2 durch Lichtstrahlen in Photosystem zerlegt wird.

Azyklischen Pfad von Elektronen fließen, die auch schon sagt Licht Photosynthese wird durch Umsetzung zusammen, um die beiden Photodurchgeführt wird, verbindet sie Elektronentransportkette. Lichtenergie Elektronen leitet den Fluss zurück. Während des Transports des photoZentrum 1 zum Zentrum 2 Elektronen verlieren einen Teil ihrer Energie aufgrund der Akkumulation als Protonen Potential auf der Membranoberfläche tilaktoidov.

In der Dunkelphase des Photosyntheseprozesses ein protonen Typen Potential in der Elektronentransportkette zu schaffen, und Operationen für die Bildung von ATP in den Chloroplasten ist nahezu identisch mit dem gleichen Prozess in Mitochondrien. Aber Features sind noch vorhanden. Tilaktoidami in dieser Situation sind die Mitochondrien Twist auf der falschen Seite. Dies ist der Hauptgrund dafür, dass die Elektronen und die Protonen durch die Membran bewegen sich in der entgegengesetzten Richtung in Bezug auf den Übertragungsstrom in dem mitochondrialen Membran. Die Elektronen werden nach außen transportiert, und die Protonen im Inneren der Matrix tilaktoidnogo akkumuliert. Zuletzt nimmt nur eine positive Ladung, und die äußere Membran tilaktoida – negativ. Daraus folgt, dass der Weg des Protonengradienten Typs entgegengesetzt zu dem Weg Mitochondrien.

Ein weiteres Merkmal ist der hohe pH-Wert in dem Potential von Protonen.

Das dritte Merkmal ist das Vorhandensein von nur zwei Ketten tilaktoidnoy Konjugationsstellen und als Folge davon das Verhältnis von Molekülen von ATP zu Protonen gleich 1: 3.

Abschluss

Im ersten Schritt der Photosynthese ist die Wechselwirkung der Lichtenergie (künstliche und neiskusstvennoy) aus der Anlage. Reagieren Sie auf die Strahlen grünen Materie – Chlorophyll, von denen die meisten in den Blättern enthalten ist.

Die Bildung von ATP und NADP * H – das Ergebnis einer solchen Reaktion. Diese Produkte sind notwendig für das Auftreten von Dunkelreaktionen. Folglich ist die Lichtphase – Bindeverfahren, ohne die es der zweite Schritt – die Dunkelheit.

Die dunkle Bühne: das Wesen und Besonderheiten

Dunkle Photosynthese und seine Reaktion ist Kohlendioxid Verfahren organische Substanz Kohlenhydrate zu erhalten. Die Durchführung dieser Reaktionen treten in den Chloroplasten Stroma und die aktive Beteiligung der Produkte den ersten Schritt der Photosynthese – Licht.

In Schritt dunklen basierten photoMechanismus auf den Prozess der Assimilierung von Kohlendioxid (auch photochemische Carboxylierung, Calvin – Zyklus genannt), die durch zyklisches gekennzeichnet ist. Es besteht aus drei Phasen:

1. Karbonatisierung – Beitritt CO _2.
2. Restorative Phase.
3. Phasenregenerations ribulozodifosfat.

Ribulofosfat – Zucker mit fünf Kohlenstoffatomen – eignet sich für das Verfahren der Phosphorylierung auf Kosten von ATP, dadurch ribulozodifosfat erzeugen , die weiter Carboxylierung mit sechs Kohlenstoffatomen mit der CO ₂ -Produkt durch Verbindung unterzogen wird, die durch Reaktion mit Wassermolekül sofort zerlegt, wodurch zwei Molekülspezies Säure phosphoglyceric . Dann wird die Säure unterzieht vollständige Wiederherstellung bei der Durchführung von enzymatischen Reaktionen, für die erforderliche Gegenwart von ATP und NADP einen Zucker zu drei Kohlenstoffatomen zu bilden, – Drei-Kohlenstoff-Zucker, Triose oder Aldehyd Phosphoglycerinaldehyd. Wenn zwei solche Triose kondensierter Hexose Molekül erhalten wird, kann, welcher Teil des Stärkemoleküls und debuggt Reserve sein.

Diese Phase endet , durch die Tatsache , dass während der Photosynthese durch ein Molekül CO absorbiert wird ₂ und unter Verwendung von drei ATP – Moleküle und vier H – Atom Geksozofosfat zugänglich die Reaktionen des Pentosephosphatzyklus, was zu einer Regeneration ribulozofosfata , die mit einem anderen Moleküle der Kohlensäure wieder vereinigt werden können.

Carboxylierung, Erholung, Regeneration kann nicht allein für die spezifischen Zellen in Betracht gezogen werden, in denen die Photosynthese stattfinden. Was ist eine „einheitliche“ Strömungsvorgänge, kann auch nicht sagen, denn es gibt noch einen Unterschied gibt – wenn der Wiederherstellungsprozess verwendet NADPH + H statt NAD + H.

Accession CO ₂ ribulozodifosfat erfährt Katalyse, die ribulozodifosfatkarboksilaza liefert. Das Reaktionsprodukt ist 3-Phosphoglycerat, auf Kosten von NADPH und ATP * H2 zu Glyceraldehyd-3-Phosphat-Rückgewinnung. Das Reduktionsverfahren wird von Glycerinaldehyd-3-phosphat-Dehydrogenase katalysiert. Letztere wird leicht in Dihydroxyacetonphosphat umgewandelt. Die Bildung fruktozobisfosfata. Ein Teil der Moleküle in dem Regenerationsprozess ribulozodifosfat beteiligt ist, den Kreislauf zu schließen, und der zweite Teil wird betrieben, um eine Reservekohlenhydrat in photosynthetischen Zellen zu schaffen, das heißt es hat die Photosynthese von Kohlenhydraten.

Lichtenergie wird für die Phosphorylierung und die Synthese von organischen Substanzen erforderlich, und die Energie der Oxidation von organischen Substanzen ist für die oxidative Phosphorylierung erforderlich. Aus diesem Grunde bietet die Vegetation Leben mit Tieren und anderen Organismen, die heterotrophen sind.

Die Photosynthese in Pflanzenzellen erfolgt auf diese Weise. Seine Produkte sind Kohlenhydrate, die für die Erzeugung von Kohlenstoffgerüsten Vielzahl von Substanzen der Flora der Welt, die organischen Ursprungs sind.

Organische Stickstoffsubstanzen in Typ photosynthetischen Organismen durch die Reduktion von anorganischem Nitrat und Schwefel absorbieren – aufgrund der Reduktion von Sulfaten an Sulfhydrylgruppen von Aminosäuren. Stellt die Bildung von Proteinen, Nukleinsäuren, Lipide, Kohlenhydrate, ist Cofaktoren Photosynthese. Was ist ein „platter“ von Substanzen lebenswichtig für die Anlage bereits betont, sondern auf den Sekundärsyntheseprodukte , die wertvoll sind Arzneistoffe (Flavonoide, Alkaloide, Terpene, Polyphenole, Steroide, orgkisloty und andere), kein Wort gesagt wurde. Deshalb sagt keine Übertreibung, dass die Photosynthese – den Schlüssel zum Leben von Pflanzen, Tieren und Menschen.