Määritelmä fotosynteesistä, reaktioista, prosesseista, kaavoista, toiminnoista ja esimerkeistä

June 28, 2021
SisäänSekalaista

Nopea lukulistanäytä

1.Määritelmä fotosynteesi

2.Fotosynteesin historia

3.4 fotosynteettistä laitetta

3.1.Pigmentti

3.2.Kloroplastia

3.3.Fotosynteesi levissä ja bakteereissa

3.4.Näkyvä valo

4.Fotosynteesiin vaikuttavat tekijät

5.Fotosynteesitoiminto

6.Valosynteesin vaaleat ja tummat reaktiot

6.1.Valoreaktio: Valosta riippuva reaktio

7.Ei-syklinen valofosforylaation valoreaktio

8.Tumma reaktio (Calvin-Benson -sykli)

8.1.Fotosynteesi: Pimeän reaktion vaihe I

8.2.Fotosynteesi: pimeän reaktion toinen vaihe

8.3.Fotosynteesi: Pimeän reaktion kolmas vaihe

9.Fotosynteesireaktiokaava

10.Esimerkkejä fotosynteesistä

10.1.Jaa tämä:

10.2.Aiheeseen liittyvät julkaisut:

Määritelmä Fotosynteesi

Fotosynteesi on prosessi suurenergisten ruokamolekyylien valmistamiseksi orgaanisista yhdisteistä mikä on yksinkertaisempaa, tekevät autotrofit, eli kasvit, jotka voivat tehdä itse ruokansa yksin. Fotosynteesi voidaan tulkita myös biokemialliseksi prosessiksi, jonka kasvit suorittavat energian (ravintoaineiden) tuottamiseksi valoenergiaa käyttämällä.

instagram viewer

Fotosynteesi on biokemiallinen prosessi elintarvikkeiden tai energia-aineiden, nimittäin glukoosin, muodostamiseksi, jonka kasvit, levät ja levät suorittavat tarvitaan useita bakteerityyppejä, jotka käyttävät ravinteita, hiilidioksidia sekä vettä ja valoenergiaa aurinko. Lähes kaikki elävät olennot riippuvat fotosynteesissä tuotetusta energiasta. Fotosynteesin seurauksena on välttämätöntä elämälle maan päällä. Fotosynteesille hyvitetään myös suurin osa hapesta maapallon ilmakehässä. Organismit, jotka tuottavat energiaa fotosynteesin avullaValokuvat eli valoa) kutsutaan fototrofeiksi. Fotosynteesi on yksi tapa hiilen omaksumiseen, koska fotosynteesissä hiilidioksidista vapaa hiili sitoutuu (kiinteästi) sokereihin energian varastointimolekyyleinä. Toinen tapa, jolla organismit omaksuvat hiilen, on kemosynteesi, jonka suorittavat monet rikkibakteerit.

Lue myös artikkeleita, jotka voivat olla yhteydessä toisiinsa: Tärkeimmät tekijät, jotka määrittävät fotosynteesin määrän biologiassa

Historia Fotosynteesi

Vaikka fotosynteesissä on vielä vaiheita, joita ei vielä ymmärretä, fotosynteesin yleiset yhtälöt ovat olleet tunnettuja 1800-luvulta lähtien. 1600-luvun alkupuolella lääkäri ja kemisti, Jan van Helmont, flaami (nykyään osa Belgia), teki kokeen selvittääkseen, mitkä tekijät aiheuttavat kasvien massan lisääntymisen ajan myötä aika. Tutkimuksestaan Helmont totesi, että kasvien massa kasvaa vain veden saannin vuoksi. Kuitenkin vuonna 1727 englantilainen kasvitieteilijä Stephen Hales oletti, että pelaamisen on oltava muita tekijöitä kuin vesi. Hän ehdotti, että osa kasvisruokia tulee ilmakehästä ja valo on mukana tietyissä prosesseissa. Tuolloin ei ollut tiedossa, että ilma sisälsi erilaisia kaasuja.

Vuonna 1771 englantilainen kemisti ja pappi Joseph Priestley huomasi, että milloin hän sulkee palavan kynttilän käännetyllä purkilla, liekki sammuu ennen kuin kynttilä loppuu palanut. Myöhemmin hän huomasi, että jos hän laittaa hiiren ylösalaisin olevaan purkkiin kynttilän kanssa, hiiri tukehtuisi. Kahdesta kokeesta Priestley päätyi siihen, että kynttilän liekki oli "rikkonut" purkin ilman ja aiheuttanut rotan kuoleman. Sitten hän osoitti, että vaha "vaurioittanut" ilmaa voidaan "palauttaa" kasveilla. Hän osoitti myös, että hiiret voivat selviytyä suljetussa purkissa niin kauan kuin siinä on kasveja.

Vuonna 1778 itävaltalainen kuninkaallinen lääkäri Jan Ingenhousz toisti Priestleyn kokeen. Hän osoitti, että auringonvalo vaikuttaa kasveihin, jotta ne voivat "palauttaa" "vahingoittuneen" ilman. Hän huomasi myös, että kasvit myös saastuttivat ilmaa pimeässä, joten hän käveli pois suosittelemme kasvien poistamista talosta yöllä mahdollisen myrkytyksen estämiseksi matkustajat. Viimeinkin vuonna 1782 ranskalainen pappi Jean Senebier osoitti, että "palautettu" ja "vahingoittava" ilma oli hiilidioksidia, jonka kasvit absorboivat fotosynteesissä. Pian sen jälkeen Theodore de Saussure onnistui osoittamaan yhteyden Stephen Halen hypoteesin ja ilman "palautumiskokeiden" välillä. Hän havaitsi, että kasvimassan kasvu johtui paitsi hiilidioksidin imeytymisestä myös veden lisäämisestä. Useiden kokeiden avulla tutkijat onnistuivat lopulta kuvaamaan ruokaa (kuten glukoosia) tuottavan fotosynteesin yleistä yhtälöä.

Lue myös artikkeleita, jotka voivat olla yhteydessä toisiinsa: Fotosynteesiprosessi ja fotosynteesinopeuden determinantit biologisten tieteiden mukaan

4 fotosynteettistä laitetta

On olemassa useita fotosynteettisiä laitteita, joihin kuuluvat:

Pigmentti

Fotosynteesin aikana ei voi tapahtua kaikissa soluissa, vaan vain soluissa, jotka sisältävät fotosynteesipigmenttejä. Solut, joissa ei ole fotosynteesipigmenttejä, eivät kykene suorittamaan fotosynteesiprosessia. Jan Ingenhouszin kokeessa voidaan nähdä, että valon voimakkuus vaikuttaa kasvien fotosynteesinopeuteen. Tämä voi tapahtua kunkin valospektrin tuottaman energian eron vuoksi. Energiaeron lisäksi toinen tekijä, jolla on ero, on lehtien kyky absorboida nämä erilaiset valospektrit. Ero lehtien kyvyssä absorboida erilaisia valospektrejä johtuu lehtikudokseen sisältyvistä erityyppisistä pigmenteistä.

Fotosynteesiprosessi ei voi tapahtua kaikissa soluissa, vaan vain soluissa, jotka sisältävät fotosynteesipigmenttejä. Solut, joissa ei ole fotosynteettisiä pigmenttejä, eivät kykene suorittamaan fotosynteesiprosessia. Jan Ingenhouszin kokeessa voidaan nähdä, että valon voimakkuus vaikuttaa kasvien fotosynteesinopeuteen. Tämä voi tapahtua kunkin valospektrin tuottaman energian eron vuoksi. Energiaeron lisäksi toinen tekijä, jolla on merkitystä, on lehtien kyky absorboida nämä erilaiset valospektrit.

Ero lehtien kyvyssä absorboida erilaisia valospektrejä johtuu lehtikudokseen sisältyvistä erityyppisistä pigmenteistä. Lehden sisällä on mesofylli, joka koostuu huokoisesta kudoksesta ja aidan kudoksesta. Molemmissa kudoksissa on kloroplasteja, jotka sisältävät vihreää pigmenttiä klorofylliä. Tämä pigmentti on yksi fotosynteettisistä pigmenteistä, joilla on tärkeä rooli aurinkoenergian absorboinnissa.

Kloroplastia

Kloroplasteja löytyy kaikista vihreistä kasvinosista, mukaan lukien varret ja kypsymättömät hedelmät. Kloroplastit sisältävät pigmentti klorofylliä, jolla on rooli fotosynteesin prosessissa. Kloroplastit ovat levyn muotoisia, ja niiden tila on strooma. Stromaa peittää kaksi kalvokerrosta. Stromaalista kalvoa kutsutaan tylakoidiksi, jossa kalvojen välillä on tiloja, joita kutsutaan lokuleiksi.
Stromassa on myös pinottuja lamelleja muodostamaan grana (rakeiden rakeet). Rakeet koostuvat tylakoidikalvosta, joka on valoreaktioiden paikka, ja tyloidoidustilasta, joka on tilakoidikalvojen välinen tila.

Kun rake viipaloidaan, löytyy useita komponentteja, kuten proteiini, klorofylli a, klorofylli b, karotenoidit ja lipidit. Kaiken kaikkiaan strooma sisältää proteiineja, entsyymejä, DNA: ta, RNA: ta, sokerifosfaattia, ribosomeja, vitamiineja ja metalli-ioneja, kuten mangaania (Mn), rautaa (Fe) ja hopeaa (Cu). Tylakoidikalvosta löytyy fotosynteettisiä pigmenttejä. Samaan aikaan valoenergian muuntuminen kemialliseksi energiaksi tapahtuu tyloideissa lopputuotteen kanssa stromaan muodostuneen glukoosin muodossa. Klorofylli itsessään on itse asiassa vain osa fotosynteesin laitteistosta, joka tunnetaan nimellä fotosysteemi.

Kloroplasteja löytyy kaikista vihreistä kasvinosista, mukaan lukien varret ja kypsymättömät hedelmät. Kloroplasti sisältää klorofylli-pigmenttiä, jolla on rooli fotosynteesin prosessissa. Kloroplastit ovat levyn muotoisia, ja niiden välilyönnit ovat stroomia. Stromaa peittää kaksi kalvokerrosta. Stromaalista kalvoa kutsutaan tylakoidiksi, jossa kalvojen välillä on välilyöntejä, joita kutsutaan paikoiksi. Stroman sisällä on myös pinottuja lamelleja muodostamaan grana "granum-klusterit". Rakeet koostuvat tylakoidikalvosta, joka on valoreaktioiden paikka, ja tyloidoidustilasta, joka on tilakoidikalvojen välinen tila.

Fotosynteesi levissä ja bakteereissa

Levät vaihtelevat monisoluisista levistä, kuten levistä, mikroskooppisiin leviin, jotka koostuvat vain yhdestä solusta. Vaikka levillä ei ole yhtä monimutkaista rakennetta kuin maakasveilla, fotosynteesi tapahtuu molemmilla samalla tavalla. Se on vain, että koska levien kloroplastissa on erityyppisiä pigmenttejä, niiden absorboimat valon aallonpituudet ovat vaihtelevampia. Kaikki levät tuottavat happea ja useimmat ovat autotrofeja. Vain pieni osa on heterotrofeja, mikä tarkoittaa, että ne riippuvat muiden organismien tuottamasta materiaalista.

Photosystem on yksikkö, joka pystyy sieppaamaan auringonvaloa ja joka koostuu klorofylli A: sta, antennikompleksista ja elektronin vastaanottajasta. Kloroplasteissa on useita erilaisia klorofylliä ja muita pigmenttejä, kuten klorofylli A, joka on vaaleanvihreä, klorofylli B, joka on tummanvihreä, ja karoteeni, joka on keltaista oranssia. Nämä pigmentit ryhmittyvät tyloidikalvoon ja muodostavat pigmenttisarjan, jolla on tärkeä rooli fotosynteesissä.

Tämä valojärjestelmä on jaettu kahteen:

Valojärjestelmä I
Nimittäin valoenergian absorboinnin suorittaa klorofylli A, joka on herkkä valolle, jonka aallonpituus on 700 nm, joten klorofylli A: ta kutsutaan myös P700: ksi. P700: lla saatu energia siirtyy antennikompleksista.
Photosystem II
Valoenergian absorboinnin suorittaa klorofylli A, joka on herkkä aallonpituudelle 680 nm, joten sitä kutsutaan P680: ksi. Hapetettu P680 on vahvempi hapetin kuin P700. Suuremmalla redox-potentiaalilla on tarpeeksi negatiivisia elektroneja elektronien saamiseksi vesimolekyyleistä.

Näkyvä valo

Näkyvä valo meille tunnetuimpana sähkömagneettisena säteilynä voidaan määritellä sähkömagneettisen aallon spektrin osaksi, jonka ihmissilmä voi havaita. Näkyvän valon aallonpituus vaihtelee sen värin mukaan. Vaikka optisella spektrillä ei ole selkeää rajaa yhden värin välillä, tässä ovat spektrin värien likimääräiset rajat:

Violetti: 380–450 nm, Sininen: 450–500 nm, Vihreä: 500–550 nm, Keltainen: 550–600 nm, Oranssi: 600–650 nm, Punainen: 650–750 nm

Fotosynteettiset kalvot ja organellit

Proteiinit, jotka keräävät valoa fotosynteesiin, on varustettu solukalvoilla. Yksinkertaisin menetelmä löytyy bakteereista, joissa nämä proteiinit varastoidaan plasmamembraaniin.

Tämä kalvo voidaan kuitenkin taittaa tiukasti sylinterimäisiksi levyiksi, joita kutsutaan tylakoideiksi, tai koota rakkuloiksi, joita kutsutaan solunsisäiseksi kalvoksi. Tämä rakenne voi täyttää suuren osan solun sisäpuolesta, mikä antaa kalvolle suuren pinta-alan ja lisää siten bakteerien absorboiman valon määrää.

Lue myös artikkeleita, jotka voivat olla yhteydessä toisiinsa: Fotosynteesi - määritelmä, koe, prosessi, tekijä, valo

Fotosynteesiin vaikuttavat tekijät

Valon voimakkuus
Fotosynteesinopeus on suurin, kun valoa on paljon.
Hiilidioksidipitoisuus
Mitä enemmän hiilidioksidia ilmassa on, sitä enemmän materiaaleja kasvit voivat käyttää fotosynteesin suorittamiseen.
Lämpötila
Fotosynteesin aikana toimivat entsyymit voivat toimia vain optimaalisessa lämpötilassa. Yleensä fotosynteesinopeus kasvaa lämpötilan noustessa entsyymin toleranssirajaan saakka.
Vesipitoisuus
Veden tai kuivuuden puute aiheuttaa stomaten sulkeutumisen estäen hiilidioksidin imeytymistä ja vähentää siten fotosynteesinopeutta.
Photosynthate content (fotosynteesin tulos)
Jos fotosynteesin, kuten hiilihydraattien, tasot laskevat, fotosynteesin nopeus kasvaa. Kun fotosynteettitaso nousee tai jopa kyllästyy, fotosynteesinopeus laskee.
Kasvuvaihe
Tutkimukset osoittavat, että itävissä kasveissa fotosynteesinopeus on paljon suurempi kuin kypsissä kasveissa. Tämä voi johtua siitä, että itävät kasvit tarvitsevat enemmän energiaa ja ruokaa kasvamaan.

Lue myös artikkeleita, jotka voivat olla yhteydessä toisiinsa: Fotosynteesi: Reaktiot, esimerkit, toiminnot ja vaikuttavat tekijät

Fotosynteesitoiminto

Fotosynteesin päätehtävänä on tuottaa glukoosia kasvien tärkeimpänä energianlähteenä, tämän glukoosin läsnä ollessa muodostaa myös rasva- ja proteiinienergian lähteen. Nyt nämä aineet ovat ravinnon lähde ihmisille ja eläimille, joten fotosynteesiprosessi on erittäin tärkeä elämässämme.
Fotosynteesiprosessi voi puhdistaa ilman. Ilma puhdistetaan imemällä hiilidioksidia ja tuottamalla happea. Joten kuulemme usein puiden istuttamisesta ympäristön puhdistamiseksi, koska on olemassa fotosynteesiprosessi, jonka mukaan puista voi olla hyötyä ilman puhdistamisessa.
Kasvien fotosynteettinen kyky niiden elinaikanaan saa loput kasvijäämät haudatuksi maaperään. Kasvien joukko pitkällä aikavälillä tekee siitä hiiltä, joka on raaka-aine ja energialähde nykymaailmassa.

Lue myös artikkeleita, jotka voivat olla yhteydessä toisiinsa: Selitys Kingdom Plantaen ominaisuuksista biologiassa

Valosynteesin vaaleat ja tummat reaktiot

Fotosynteesiprosessi on jaettu kahteen eli valoreaktioon ja pimeään reaktioon. Kloroplastin tyloidilevyllä esiintyvät valoreaktiot toimivat ATP- ja NADPH-energian tuottamisprosessina, jota käytetään pimeisiin reaktioihin ja niiden solutarpeisiin.

Sitten stromassa tapahtuva pimeä reaktio. Calvin-Benson-Bassham-syklin kautta tapahtuva kevyt reaktio tuottaa glukoosia, sakkaroosia ja tärkkelystä (tärkkelystä), joka käyttämällä CO₂ (hiilen kiinnitys).

Valoreaktio: Valosta riippuva reaktio

Valoreaktiot fotosynteesin aikana tapahtuvat tyloidikalvossa. Tylakoidikalvon sisällä on ontelo ja tyliakoidikalvon ulkopuolella on strooma, jossa valoreaktiot tapahtuvat. Tylakoidikalvo sisältää kiinteän kalvoproteiinikompleksin, joka toimii katalysoimalla valoreaktioita. Tyyliakoidikalvosta löytyy 4 proteiinikompleksityyppiä, nimittäin fotosysteemi II, sytokromi b6f -kompleksi, fotosysteemi I ja ATP-syntaasi. Nämä 4 erilaista proteiinia tuottavat yhdessä kasvien tarvitsemaa ATP: tä ja NADPH: ta.

Kaksi valojärjestelmää, nimittäin fotosysteemi I ja II, ovat tärkeässä osassa absorboida aurinkoenergiaa tai fotoneja klorofyllipigmenttien kautta. Valoreaktio alkaa, kun fotosysteemi II reagoi. Kun fotosysteemin II reaktiokeskuksessa oleva klorofyllipigmentti absorboi fotoneja, tämän molekyylin elektroneilla on suuri energia aiheuttaen epävakautta ja sitten Tämä aiheuttaa redox-ketjureaktion, jossa elektronit siirtyvät korkeamman energiatason molekyylistä pienemmän energiatason molekyyliin energiaa. Tämä prosessi tunnetaan elektronien siirtoketjuna. Elektronit "virtaavat" valojärjestelmästä II sytokromiin b6f valojärjestelmään I. Valojärjestelmässä I elektroni saa energiaa taas fotonista (valoenergia). Lopullinen elektronin vastaanottaja on NADP. Hapen fotosynteesireaktiossa ensimmäinen elektronin vastaanottaja on vesi (fotolyysi), joka tuottaa happea jätetuotteena. Anoksigeenisen fotosynteesin aikana käytetään erityyppisiä elektronin vastaanotimia.

Fotosynteesin valoreaktioissa sytokromit ja ATP-syntetaasi toimivat yhdessä ATP: n tuottamiseksi. Tätä prosessia fotosynteesin kevyessä reaktiossa kutsutaan fotofosforylaatioksi, joka tapahtuu kahdella tavalla: syklinen ja ei-syklinen. Ei-syklisessä fotofosforylaatiossa sytokromi b6f -proteiini käyttää fotosysteemi II -elektroneista peräisin olevaa energiaa protonien pumppaamiseen stromassa onteloon asti. Tylakoidikalvoa pitkin kulkeva protonigradientti luo protoni-motiivivoiman, jota ATP-syntetaasi käyttää ATP: n valmistamiseen. Syklisessä fotofosforylaatiossa sytokromi b6f -proteiini käyttää fotosysteemien I ja II elektronien energiaa lisäämään ATP: tä ja lopettamaan NADPH: n tuotannon. Syklinen fotofosforylaatio on välttämätöntä ATP: n luomisessa ja NADPH: n ylläpitämisessä oikeassa suhteessa valoreaktioiden ja fotosynteesin jatkamiseksi. Reaktion yhtälö hapen fotosynteesin valoreaktioissa on seuraava:

2H2O + 2NADP ++ 3ADP + 3Pi → O2 + 2NADPH + 3ATP

Lue myös artikkeleita, jotka voivat olla yhteydessä toisiinsa: Kingdom Animalia -materiaali

Kirkas reaktio Ei-syklinen valofosforylaatio

Valoreaktion fotosynteesiprosessi: ei-syklinen fotofosforylaatio - sinulla on yllä olevan kuvan perusteella Ymmärrättekö, miten valoreaktioiden prosessi tapahtuu fosforyloidussa hapen fotosynteesissä? ei-syklinen. Ensimmäinen vaihe on valon läsnäolo, joka "osui" valosysteemiin II, joka sisältää klorofylli a, joka kykenee absorboimaan valoa aallonpituudella 680 nanometriä (tästä johtuen nimi p680).

Sitten vesi "hajoaa" ja vapauttaa vety- ja happi-ioneja ja 2 elektronia. Elektronit ovat sitten innoissaan tai niillä on lisääntynyt energia niin, että tapahtuu redox-piiri. Elektronit kulkeutuvat elektroninsiirtopiirillä alkaen Ph: stä (feofytiini) plastoquinoniin (Qa), sitten elektronit reaktiossa Plastokinoni (Qb) kuljettaa valoa ja sitten sytokromi bf-kompleksiin ja lopuksi elektronit valojärjestelmään I, joka sisältää P700.

Sinun täytyy tietää se Ph, Q, Qbja sytokromi bf on elektronikantaja. Elektronin siirtoprosessissa energiaa on käytettävissä ATP: n tuottamiseksi siirtämällä valojärjestelmä II fotosysteemiin I.

Lisäksi fotosynteesin, ei-syklisen fosforylaation kevyt reaktio, P700-fotosysteemi II -kompleksiin saapuvilla kahdella elektronilla on lisääntynyt energia niin, että elektronien siirtymissarja tapahtuu jälleen, alkaen A0: sta, joka on klorofyllin muoto, joka toimii elektronien johtimena A1: ään, joka on filokinoni. Sitten elektronit toimitetaan rikki-rikki-proteiinikompleksiin ja sitten ferredoksiiniin (ferredoksiini). Viimeinkin kohti viimeistä elektroniuraa, joka on NADP⁺. NADP: n takia⁺ saada elektronisiirto, sitten muodostuu NADPH. Seuraava on kaava kemialliselle reaktiolle, joka tapahtuu lopullisessa elektroninsiirtoprosessissa NADPH: n muodostamiseksi.

Fd (pelkistetty) + NADP ++ 2H + → 2Fd (hapettu) + NADPH + H +

Fd (pelkistetty) + NADP ++ 2H + → 2Fd (hapettu) + NADPH + H +

Tiedätkö, mitä vihreät kasvit tekevät, kun niissä on liikaa tai liian paljon NADH: ta, mutta ei tarpeeksi ATP: tä? Vastaus on syklinen fotofosforylaatioprosessi fotosynteesin valoreaktioissa. Elektronivirta fotosynteesin aikana syklisen fotofosforylaation valoreaktioissa tapahtuu myös kloroplasteja sisältävissä kasveissa. Tässä prosessissa tuotetaan vain ATP: tä, ei happea tai NADPH: ta. Tässä syklisessä valofosforylaatiovaloreaktioprosessissa esiintyy vain valojärjestelmä I.

Kun P700 virittää elektronit, ne kulkeutuvat elektronien siirtopiirissä, mutta ne eivät saavuta NADP: tä⁺, kun elektronit saavuttavat ferredoksiinin, ne siirtyvät sytokromikompleksiin bf. Sitten elektronien siirtymisen aikana plastosyaniiniin ADP ja Pi muodostavat ATP: n. Plastosyaniinikantajasta elektronit palaavat P700: een⁺(Hapetettu P700). Tämä reaktio tunnetaan syklisenä fotofosforylaationa, joka toimii tuottamalla ATP: tä ADP: stä ja epäorgaanisesta fosfaatista protonipumppuprosessilla, joka tapahtuu tylakoidikalvoa pitkin.

Kaikilla fotosynteesiä tekevillä soluilla, mukaan lukien fotosynteettiset bakteerisolut, on vain fotosysteemi I (tähän asti tunnetut) korkeammat kasvit, levät ja syanobakteerit, jotka sisältävät molemmat valojärjestelmät (I ja II).

Lue myös artikkeleita, jotka voivat olla yhteydessä toisiinsa: Valtakunnan sienet / sieni

Tumma reaktio (Calvin-Benson -sykli)

Tumma reaktio (Calvin-Benson-sykli) | Fotosynteesi - Stromassa esiintyy tummia reaktioita. Kutsutaan pimeäksi reaktioksi, koska se ei vaadi valoa energiaa prosessissa, mutta käyttää ATP: tä energiana ja NADPH: ta elektronien lähteenä muuntamaan CO₂ hiilihydraateiksi (Älä ymmärrä minua väärin, jos tumma reaktio tapahtuu pimeässä, tumma reaktio fotosynteesiprosessissa tapahtuu päivän aikana useimmissa kasveissa (sekä C3-kasveissa, C4-kasveissa että myös CAM: ssa, vaikkakin CAM-kasveissa on eroja saapumisprosessissa CO₂ ts. pimeässä / yössä.

Fotosynteesi on vastuussa NADPH: n ja ATP: n valmistamisesta, ja Calvin Benson-Bassham (CBB) -sykli käyttää näitä korkean energian molekyylejä (ATP) glyseraldehydi-3-fosfaatin (G-3-P) tuottamiseen. Lisäksi G-3-P: tä voidaan käyttää syntetisoimaan heksoosisokereita, jotka ovat heterotrofisten organismien tärkeimpiä ravintoaineita.

Fotosynteesi: Pimeän reaktion vaihe I

Pimeän reaktion CBB-syklin ensimmäinen vaihe on samanlainen kuin pentoosifosfaatti (PPP) -reitin isomerointivaihe. Tässä reaktiossa käytetty entsyymi on punainen (katso yllä oleva kuva). Rubisco-entsyymi (lyhenne sanoista ribuloosibisfosfaattikarboksylaasi) katalysoi ribuloosi-1,5-bisfosfaatin karboksylaatioreaktion kahdessa reaktiossa. Ensinnäkin ribuloosi-1-5-bisfosfaatti on fosforyloitava fosforibuloosikinaasientsyymillä. Tästä karboksylointiprosessista saadut tulokset ovat kaksi 3-fosfoglyseraattimolekyyliä (3-fosfoglyseraatti).

Fotosynteesi: pimeän reaktion toinen vaihe

Calvin Bensonin tummien reaktioiden syklin toinen vaihe on samanlainen kuin yksi glukoneogeneesin reaktioista.

3-fosfoglyseraatti (3-fosfoglyseraatti) fosforyloidaan fosfoglyseraattikinaasientsyymiä käyttäen 1,3-bisfosfoglyseraatin muodostamiseksi.
Lisäksi 1,3-bisfosfoglyseraatti pelkistetään NADPH: lla NADP +: n ja glyseraldehydi-3-fosfaatin tuottamiseksi. (Glyseraldehydi-3-fosfaatti) käyttäen glyseraldehydi-3-fosfaattidehydrogenaasin (glyseraldehydi-3-fosfaattidehydrogenaasi) entsyymiä. Jokainen 6 glyseraldehydi-3-fosfaattimolekyyliä suoritetaan (viedään) kasvisolujen sytoplasmaan glukoosisynteesissä ja reiteissä. muu aineenvaihdunta.

Fotosynteesi: Pimeän reaktion kolmas vaihe

Calvin-Benson-Basshamin pimeän reaktiosyklin vaihe 3 on ribuloosin (ribuloosa) regeneraatio. Tämä vaihe muistuttaa jonkin verran yhtä pentoosifosfaattireitin vaiheista.

Läsnä oleva glyseraldehydi-3-fosfaatti muunnetaan sitten takaisin dihydroksiasetonifosfaatiksi (dihydroksiasetonifosfaatti / DHAP) trioosifosfaatti-isomeraasilla (trioosifosfaatti-isomeraasi).
Sitten dihydroksiasetonifosfaatti muunnetaan fruktoosi-6-fosfaatiksi (fruktoosi-6-fosfaatti) (F-6-P) aldolaasin ja fruktoosibisfosfataasin (fruktoosibisfosfataasi) avulla. Aldolaasi kondensoi kaksi DHAP-molekyyliä fruktoosi-1,6-bisfosfaattimolekyylin muodostamiseksi. Sitten fruktoosi-1,6-bisfosfaatti muutetaan fruktoosi-6-fosfaatiksi (F-6-P) fruktoosi-bisfosfaatilla. F-6-P voidaan sitten muuttaa sokeriksi kahdella entsymaattisella reitillä, nimittäin fosfoglukoisomeraasin ja glukoosi-6-fosfataasin avulla.
Dihydroksiasetoni voidaan myös yhdistää erytroosi-4-fosfaatin kanssa, jolloin muodostuu sedoheptuloosi-1,7-bisfosfaatti (sedoheptuloosi-1,7-bisfosfaatti / SBP). Tätä reaktiota katalysoi myös aldolaasientsyymi.
SBP defosforyloidaan sitten sedoheptulaasibisfosfataasilla sedoheptulaasi-7-fosfaatin (S7P) muodostamiseksi.
Transketolaasi- ja transaldolaasientsyymien muodostama kokoonpanoreaktio muodosti ksyluloosi-5: n
Fosfaatti (Xelulosa-5-fosfaatti / X5P) ja riboosi-5-fosfaatti (Riboosi-5-fosfaatti / R5P).
Lopuksi tässä pimeässä reaktiossa X5P ja R5P isomerisoidaan käyttämällä fosfopentoosiepimeraasin ja fosfopentoosi-isomeraasin entsyymejä. ribuloosi-5-fosfaatin (ribuloosi-5-fosfaatti) tuottamiseksi, joka voi sitten toistaa Calvin-Benson-Bassham-syklin.

Lue myös artikkeleita, jotka voivat olla yhteydessä toisiinsa: Kasvien kudosmateriaali

Fotosynteesireaktiokaava

Fotosynteettiset reaktiot ovat:
6CO2 + 6H2O ——-> C6H12O6 + 6O2
Tässä reaktiossa on redox-sovellus, nimittäin:
=> Hapetus
Happi (O) -elementissä hapetustila muuttuu arvosta -2 arvoon 0.
=> Vähennys
Hiilen alkuaineessa (C) hapetustila muuttuu +4: stä 0: een.
Raudan ruostumisesta:
Ruostumisen (korroosio) sattuessa metalli hapetetaan, kun taas happi (ilma) vähenee.
Rautaruosten kemiallinen kaava on Fe2O3. xH2O => ruskea-punainen.
Korroosio on sähkökemiallinen prosessi. Raudan korroosiossa tietty osa raudasta toimii anodina, jossa rauta hapetetaan.
Fe (t) - -> Fe2 + (aq) + 2e ………….. E = + 0,44 V
O2 (g) + 2H2O (l) + 4e ——–> 4OH- ……………. E = + 0,40 V
Anodissa muodostunut rauta (II) -ioni hapetetaan sitten rauta (III) -ioniksi, joka muodostaa sitten hydratoidun oksidiyhdisteen, Fe203. xH2O, joka on rautaruoste.
Akulla:
Anodi: Zn ——> Zn2 + + 2e
Katodi: 2MnO2 + 2NH4 + + 2e ——> Mn2O3 + 2NH3 + H2O
————————————–…
Zn + 2NH4 + + 2MnO2 ——-> Zn2 + + Mn2O3 + 2NH3 + H2O

Redox-reaktio tässä reaktiossa on:

=> Hapetus:
Zn: n anodilla Zn: n hapetustila menee 0: sta +2: een.
=> Vähennys:
Mn: n katodissa Mn: n hapetustila on välillä +4 - +3.
Palamisreaktioissa (esim. Satay-polttaminen)
Ruoan hapetus soluissa
Metallimalmin sulatus
Kultapinnoite
Akku
Ilmapallojen tekeminen kovametallilla

LÄMPÖVEDEN KÄSITTELY (JÄTEVEDET)
=> jätevedenpuhdistuksessa on 3 vaihetta: primaarinen, sekundaarinen ja tertiäärinen vaihe. Esitän nämä vaiheet yksitellen ...

ENSIMMÄINEN VAIHE
=> veteen liukenemattoman jätteen erottamiseksi, mikä tapahtuu suodattamalla ja laskeumalla.
TOINEN VAIHE
=> päästä eroon BOD: sta hapettamalla se.
TERTIER STAGE
=> poistaa jäljellä olevat roskat.

Lue myös artikkeleita, jotka voivat olla yhteydessä toisiinsa: Määritelmä rikkakasvien torjunta ja esimerkit

Esimerkkejä fotosynteesistä

Sieni-elämän elämä

Sienet voidaan luokitella matalan tason sieniksi ja korkeamman asteen sieniksi niiden hifarakenteen ja itiöiden muodostumisen perusteella. Matalatasoisilla sienillä ei yleensä ole hifien (aseptisten hifien) väliseinää paitsi silloin, kun hifat muodostavat lisääntymiselimiä, ja aseksuaaliset itiöt muodostuvat itiöpussiin (sporangium).

Maan sienet (maanpäälliset sienet) luokitellaan ottamalla huomioon sukupuolisen lisääntymisen malli. Manner-sienissä on kolme phylaa, jotka ovat seuraavat:

Zygomycota, jotka muodostavat sygosporeja.
Ascomycota, jotka muodostavat ascoporan.
Basidiomycota, jotka muodostavat basidiosporit.

Monet muotit eivät kuitenkaan näytä epäsukupuolista lisääntymisvaihettaan, joten niitä ei ole ryhmitelty yhdeksi näistä fyyleistä. Vaihtoehtoisesti tämä sieniryhmä sisältyy epätäydellisiin sieniin, jotka sisältyvät Deuteromycota-turvapaikkaan. Lääkäri on keinotekoinen taksoni (keinotekoinen taksoni), joka ei perustu todelliseen luonteeseen, ja se on luotu vain sienten vastaanottamiseksi, joiden sukupuolisen lisääntymisen vaihe ei ole vielä tiedossa.

Zygomycota

Tämä turvapaikka tuottaa sporangiosporit aseksuaalisina itiöinä, jotka muodostuvat sporangium-pussiin. Seksuaaliset itiöt (zygosporit) muodostuvat sukupuolisen lisääntymisen kautta, johon liittyy kaksi sopivaa hifaa, nimittäin hifaa (+) ja hifaa (-). Esimerkiksi Rhizopus oryzae.

Seksuaalisen lisääntymisen prosessi alkaa hifien (+) ja hifien (-) kohtaamisella. Nämä kaksi hifaa muodostavat gametangiarakenteen, joka sisältää monia ytimiä. Gametangia erottuu hifista muodostumalla väliseinät. Gametangiasolut sulautuvat plasmogamian läpi, mikä aiheuttaa kahden gametangian plasman yhdistymisen.

Edellä mainittua tapahtumaa seuraa vastaavien haploidien ytimien fuusiointi (karyogamia) diploidisen ydintetyn sygootin muodostamiseksi. Sygootti muodostaa zygosporin pussiin, jota kutsutaan zygosporangiumiksi. Pussi voi sisältää useita zygosporeja. Meioosi tapahtuu, kun sygospoorit muodostavat ituja.

Ascomycota

Seksuaaliselle lisääntymiselle on ominaista ascospooreja sisältävien ja hedelmäkehossa (ascocarp) olevien ascus-pussien muodostuminen. Kasvissolut tai sienihifat ovat heterokairotteja (eri varauksilla varustettuja ytimiä) tai homokairotteja (ytimiä samalla varauksella). Vastaavat solut tai hifat, askogonium (naaras) ja antheridia (uros) kohtaavat ja sulautuvat (plasmogamia, jota seuraa karyogamia) muodostaakseen asgotpussi, joka sisältää sikotin. Sygootti käy läpi meioosin ja sitä seuraa mitoosi muodostaen 8 askosporia tai niiden moninkertaisia osia.

Esimerkiksi Saccharomyces cerevisiae -hiivassa, joka muodostaa alasti ascuksen, tai Aspergillus nidulansissa, joka muodostaa ascuksen kleistotesiumissa.

Basidiomycota

Basidiomycota edustaa usein makroskooppisia sieniä, joita yleensä kutsutaan sieniksi. Esimerkiksi syötävä sieni (Volvariella volvaceae), korvasieni (Auricularia auricula) tai osterisieni (Pleurotus ostreatus).

Seksuaalinen lisääntyminen alkaa kahden vastaavan homokaryoottisen hifan ja fuusion kohtaamisella (tapahtuu) plasmogamiatapahtumat) muodostaen osasto kahdesta ytimestä (dikaryoottisista) soluista, jotka eroavat toisistaan (heterokairot). Nämä dikaryoottisolut kehittyvät muodostamaan sekundaarisen myseelin, jolla on vastaava heterokairoottinen ydin.

Sekundaarinen myseeli, jossa on dikaryoottisia ytimiä, kehittyy muodostamaan hedelmäkappale (basidiokarppi). Dikaryoottiset ydinsolut jakautuvat mitoosilla muodostaen lisääntymisrakenteen (basidium). Ajan myötä dikaryoottiset ytimet sulautuvat (karyogamy) muodostaen diploidisen ydintetyn sigotin. Lisäksi diploidinen ydin käy läpi meioosin prosessin haploidiksi, joka on pakattu basidiosporiin.