Fotosinteza je apsorpcija kiseonika. Proces fotosinteze u listovima biljaka. Tamna faza fotosinteze

Bolje je objasniti tako obiman materijal kao što je fotosinteza u dvije uparene lekcije - tada se integritet percepcije teme ne gubi. Lekcija mora početi sa istorijom proučavanja fotosinteze, strukture hloroplasta i laboratorijskim radom na proučavanju hloroplasta lista. Nakon toga, potrebno je prijeći na proučavanje svijetle i tamne faze fotosinteze. Prilikom objašnjavanja reakcija koje se dešavaju u ovim fazama, potrebno je napraviti opći dijagram:

Kao što objašnjavate, morate crtati dijagram svjetlosne faze fotosinteze.

1. Apsorpcija kvanta svjetlosti molekulom klorofila, koja se nalazi u membranama grana tilakoida, dovodi do gubitka jednog elektrona i prebacuje ga u pobuđeno stanje. Elektroni se prenose duž lanca transporta elektrona, što rezultira redukcijom NADP + u NADP H.

2. Mjesto oslobođenih elektrona u molekulima klorofila zauzimaju elektroni molekula vode – tako se voda raspada (fotolizu) pod utjecajem svjetlosti. Nastali hidroksili OH– postaju radikali i spajaju se u reakciji 4 OH – → 2 H 2 O +O 2, što dovodi do oslobađanja slobodnog kisika u atmosferu.

3. Ioni vodonika H+ ne prodiru u tilakoidnu membranu i akumuliraju se unutra, nabijajući je pozitivno, što dovodi do povećanja razlike električnog potencijala (EPD) preko tilakoidne membrane.

4. Kada se dostigne kritični REF, protoni izlaze kroz protonski kanal. Ovaj tok pozitivno nabijenih čestica koristi se za proizvodnju kemijske energije pomoću posebnog kompleksa enzima. Nastali ATP molekuli kreću se u stromu, gdje učestvuju u reakcijama fiksacije ugljika.

5. Joni vodika koji se oslobađaju na površinu tilakoidne membrane spajaju se s elektronima, formirajući atomski vodik, koji se koristi za obnavljanje NADP + transportera.

Sponzor članka je grupa kompanija Aris. Proizvodnja, prodaja i iznajmljivanje skela (ramska fasada LRSP, ramova visokospojnica A-48 i dr.) i tornjeva (PSRV "Aris", PSRV "Aris compact" i "Aris-dacha", platforme). Stege za skele, građevinske ograde, nosači točkova za tornjeve. Možete saznati više o kompaniji, pogledati katalog proizvoda i cijene, kontakte na web stranici koja se nalazi na: http://www.scaffolder.ru/.

Nakon što razmotrimo ovo pitanje, ponovo ga analiziramo prema dijagramu, pozivamo učenike da popune tabelu.

Table. Reakcije svjetlosne i tamne faze fotosinteze

Nakon što popunite prvi dio tabele, možete pristupiti analizi tamna faza fotosinteze.

U stromi hloroplasta stalno su prisutne pentoze - ugljikohidrati, koji su spojevi od pet ugljika koji nastaju u Calvinovom ciklusu (ciklus fiksacije ugljičnog dioksida).

1. Ugljični dioksid se dodaje pentozi, stvarajući nestabilno jedinjenje od šest ugljika, koje se razlaže na dva molekula 3-fosfoglicerinske kiseline (PGA).

2. PGA molekuli prihvataju jednu fosfatnu grupu iz ATP-a i obogaćuju se energijom.

3. Svaki od FHA vezuje jedan atom vodika sa dva nosača, pretvarajući se u triozu. Trioze se kombinuju i formiraju glukozu, a zatim skrob.

4. Molekuli trioze, kombinujući se u različitim kombinacijama, formiraju pentoze i ponovo se uključuju u ciklus.

Ukupna reakcija fotosinteze:

Šema. Proces fotosinteze

Test

1. Fotosinteza se odvija u organelama:

a) mitohondrije;
b) ribozomi;
c) hloroplasti;
d) hromoplasti.

2. Pigment hlorofila je koncentrisan u:

a) hloroplastna membrana;
b) stroma;
c) žitarice.

3. Klorofil apsorbira svjetlost u području spektra:

a) crvena;
b) zelena;
c) ljubičasta;
d) u cijelom regionu.

4. Slobodan kiseonik tokom fotosinteze oslobađa se tokom razgradnje:

a) ugljen dioksid;
b) ATP;
c) NADP;
d) voda.

5. Slobodni kiseonik nastaje u:

a) tamna faza;
b) svjetlosna faza.

6. U svetlosnoj fazi fotosinteze, ATP:

a) sintetizovano;
b) podjele.

7. U hloroplastu se primarni ugljikohidrat formira u:

a) svjetlosna faza;
b) tamna faza.

8. NADP u hloroplastu je neophodan:

1) kao zamka za elektrone;
2) kao enzim za stvaranje skroba;
3) kao sastavni deo membrane hloroplasta;
4) kao enzim za fotolizu vode.

9. Fotoliza vode je:

1) nakupljanje vode pod uticajem svetlosti;
2) disocijacija vode na jone pod uticajem svetlosti;
3) oslobađanje vodene pare kroz stomate;
4) ubrizgavanje vode u listove pod uticajem svetlosti.

10. Pod uticajem svetlosnih kvanta:

1) hlorofil se pretvara u NADP;
2) elektron napušta molekul hlorofila;
3) hloroplast se povećava u zapremini;
4) hlorofil se pretvara u ATP.

LITERATURA

Bogdanova T.P., Solodova E.A. Biologija. Priručnik za srednjoškolce i kandidate za univerzitete. – M.: DOO “AST-Press School”, 2007.

Proces pretvaranja energije zračenja od Sunca u hemijsku energiju koristeći potonju u sintezi ugljikohidrata iz ugljičnog dioksida. Ovo je jedini način da se uhvati sunčeva energija i iskoristi za život na našoj planeti.

Hvatanje i transformaciju sunčeve energije provode različiti fotosintetski organizmi (fotoautotrofi). To uključuje višećelijske organizme (više zelene biljke i njihove niže forme - zelene, smeđe i crvene alge) i jednoćelijske organizme (euglene, dinoflagelate i dijatomeje). Veliku grupu fotosintetskih organizama čine prokarioti - plavo-zelene alge, zelene i ljubičaste bakterije. Otprilike polovinu rada fotosinteze na Zemlji obavljaju više zelene biljke, a preostalu polovinu obavljaju uglavnom jednoćelijske alge.

Prve ideje o fotosintezi formirane su u 17. veku. Nakon toga, kako su novi podaci postali dostupni, ove ideje su se mnogo puta mijenjale. [prikaži] .

Razvoj ideja o fotosintezi

Proučavanje fotosinteze započelo je 1630. godine, kada je van Helmont pokazao da biljke same tvore organske tvari i da ih ne dobivaju iz tla. Vaganjem posude zemlje u kojoj je rasla vrba i samog stabla pokazao je da je tokom 5 godina masa stabla porasla za 74 kg, dok je tlo izgubilo samo 57 g. Van Helmont je zaključio da je biljka dobila ostatak svoje hrane iz vode koja je korišćena za zalivanje drveta. Sada znamo da je glavni materijal za sintezu ugljični dioksid, koji biljka izdvaja iz zraka.

Godine 1772. Joseph Priestley je pokazao da klice mente "ispravljaju" zrak "ukaljan" upaljenom svijećom. Sedam godina kasnije, Jan Ingenhuis je otkrio da biljke mogu "ispraviti" loš zrak samo ako su na svjetlu, a sposobnost biljaka da "ispravljaju" zrak proporcionalna je jasnoći dana i dužini vremena koje biljke ostaju u zraku. sunce. U mraku biljke emituju zrak koji je “štetan za životinje”.

Sljedeći važan korak u razvoju znanja o fotosintezi bili su eksperimenti Saussurea, provedeni 1804. godine. Vaganjem zraka i biljaka prije i nakon fotosinteze, Saussure je otkrio da povećanje suhe mase biljke premašuje masu ugljičnog dioksida apsorbiranog iz zraka. Saussure je zaključio da je još jedna supstanca uključena u povećanje mase voda. Dakle, prije 160 godina proces fotosinteze je zamišljen na sljedeći način:

H 2 O + CO 2 + hv -> C 6 H 12 O 6 + O 2

Voda + ugljični dioksid + solarna energija ----> Organska materija + kisik

Ingenhues je predložio da je uloga svjetlosti u fotosintezi razlaganje ugljičnog dioksida; u ovom slučaju se oslobađa kisik, a oslobođeni “ugljik” se koristi za izgradnju biljnog tkiva. Na osnovu toga, živi organizmi su podijeljeni na zelene biljke koje mogu koristiti sunčevu energiju za “asimilaciju” ugljičnog dioksida i druge organizme koji ne sadrže hlorofil, koji ne mogu koristiti svjetlosnu energiju i nisu u stanju da asimiliraju CO 2.

Ovaj princip podjele živog svijeta narušen je kada je S. N. Winogradsky 1887. otkrio hemosintetske bakterije - organizme bez hlorofila sposobne da asimiliraju (tj. pretvaraju se u organska jedinjenja) ugljični dioksid u mraku. Također je poremećen kada je 1883. Engelmann otkrio ljubičaste bakterije koje provode neku vrstu fotosinteze koja nije praćena oslobađanjem kisika. U jednom trenutku ova činjenica nije bila adekvatno cijenjena; U međuvremenu, otkriće kemosintetskih bakterija koje asimiliraju ugljični dioksid u mraku pokazuje da se asimilacija ugljičnog dioksida ne može smatrati specifičnom karakteristikom same fotosinteze.

Nakon 1940. godine, zahvaljujući upotrebi označenog ugljika, ustanovljeno je da su sve stanice - biljne, bakterijske i životinjske - sposobne asimilirati ugljični dioksid, odnosno ugraditi ga u molekule organskih tvari; Razlikuju se samo izvori iz kojih crpe energiju potrebnu za to.

Još jedan veliki doprinos proučavanju fotosinteze dao je 1905. Blackman, koji je otkrio da se fotosinteza sastoji od dvije uzastopne reakcije: brze svjetlosne reakcije i niza sporijih faza neovisnih o svjetlosti, koje je nazvao reakcijom brzine. Koristeći svjetlo visokog intenziteta, Blackman je pokazao da se fotosinteza odvija istom brzinom pod isprekidanom svjetlošću s bljeskovima koji traju samo djelić sekunde kao pod kontinuiranim svjetlom, uprkos činjenici da u prvom slučaju fotosintetski sistem prima upola manje energije. Intenzitet fotosinteze se smanjivao samo sa značajnim povećanjem mračnog perioda. U daljnjim istraživanjima, utvrđeno je da se brzina tamne reakcije značajno povećava s povećanjem temperature.

Sljedeću hipotezu u vezi s kemijskom osnovom fotosinteze iznio je van Niel, koji je 1931. godine eksperimentalno pokazao da se fotosinteza u bakterijama može odvijati u anaerobnim uvjetima, bez oslobađanja kisika. Van Niel je sugerirao da je, u principu, proces fotosinteze sličan kod bakterija i kod zelenih biljaka. U potonjem se svjetlosna energija koristi za fotolizu vode (H 2 0) uz nastajanje redukcijskog agensa (H), određenog sudjelovanjem u asimilaciji ugljičnog dioksida, i oksidacijskog agensa (OH), hipotetičkog prekursora molekularni kiseonik. Kod bakterija fotosinteza se uglavnom odvija na isti način, ali donor vodika je H2S ili molekularni vodonik, pa se stoga kisik ne oslobađa.

Moderne ideje o fotosintezi

Prema savremenim konceptima, suština fotosinteze je pretvaranje energije zračenja sunčeve svetlosti u hemijsku energiju u obliku ATP-a i redukovanog nikotinamid adenin dinukleotid fosfata (NADP). · N).

Trenutno je općeprihvaćeno da se proces fotosinteze sastoji od dvije faze u kojima fotosintetske strukture aktivno učestvuju [prikaži] i fotosenzitivnim ćelijskim pigmentima.

Fotosintetske strukture

U bakterijama fotosintetske strukture su predstavljene u obliku invaginacija ćelijske membrane, formirajući lamelarne organele mezozoma. Izolirani mezozomi dobiveni uništavanjem bakterija nazivaju se hromatofori, u njima je koncentriran aparat osjetljiv na svjetlost.

Kod eukariota Fotosintetski aparat se nalazi u posebnim unutarćelijskim organelama – hloroplastima, koji sadrže zeleni pigment hlorofil, koji biljci daje zelenu boju i igra ključnu ulogu u fotosintezi, hvatajući energiju sunčeve svetlosti. Kloroplasti, poput mitohondrija, također sadrže DNK, RNK i aparat za sintezu proteina, odnosno imaju potencijalnu sposobnost da se sami razmnožavaju. Kloroplasti su nekoliko puta veći od mitohondrija. Broj hloroplasta kreće se od jednog u algi do 40 po ćeliji u višim biljkama.

Osim hloroplasta, ćelije zelenih biljaka sadrže i mitohondrije, koji se koriste za proizvodnju energije noću kroz disanje, kao u heterotrofnim ćelijama.

Kloroplasti imaju sferni ili spljošteni oblik. Okruženi su sa dve membrane – spoljašnjom i unutrašnjom (slika 1). Unutrašnja membrana je raspoređena u obliku naslaganih spljoštenih diskova nalik mjehurićima. Ovaj stog se zove grana.

Svako zrno se sastoji od pojedinačnih slojeva raspoređenih poput stupova novčića. Slojevi proteinskih molekula izmjenjuju se sa slojevima koji sadrže hlorofil, karotene i druge pigmente, kao i posebne oblike lipida (koji sadrže galaktozu ili sumpor, ali samo jednu masnu kiselinu). Čini se da se ovi surfaktantni lipidi adsorbiraju između pojedinačnih slojeva molekula i služe za stabilizaciju strukture koja se sastoji od naizmjeničnih slojeva proteina i pigmenata. Ova slojevita (lamelarna) struktura grane najvjerovatnije olakšava prijenos energije tokom fotosinteze s jednog molekula na obližnji.

U algama nema više od jednog zrna u svakom hloroplastu, a u višim biljkama do 50 zrna, koja su međusobno povezana membranskim mostovima. Vodena sredina između grana je stroma hloroplasta, koja sadrži enzime koji provode "tamne reakcije"

Strukture nalik vezikulama koje čine granu nazivaju se tilaktoidi. U grani ima od 10 do 20 tilaktoida.

Osnovna strukturna i funkcionalna jedinica fotosinteze tilaktoidne membrane, koja sadrži potrebne pigmente za hvatanje svjetlosti i komponente aparata za transformaciju energije, naziva se kvantozom, koji se sastoji od približno 230 molekula klorofila. Ova čestica ima masu od oko 2 x 10 6 daltona i dimenzije od oko 17,5 nm.

	Faze fotosinteze
	Svjetlosni (ili energetski stupanj)	Tamni stadijum (ili metabolički)
Lokacija reakcije	U kvantosomima tilaktoidnih membrana javlja se na svjetlu.	Izvodi se izvan tilaktoida, u vodenom okruženju strome.
Početni proizvodi	Svetlosna energija, voda (H 2 O), ADP, hlorofil	CO 2, ribuloza difosfat, ATP, NADPH 2
Suština procesa	Fotoliza vode, fosforilacija U svjetlosnoj fazi fotosinteze, svjetlosna energija se pretvara u kemijsku energiju ATP-a, a energetski siromašni elektroni vode pretvaraju se u energetski bogate elektrone NADP-a. · N 2. Nusprodukt koji nastaje u fazi svjetlosti je kisik. Reakcije svjetlosnog stupnja nazivaju se “svjetlosne reakcije”.	Karboksilacija, hidrogenacija, defosforilacija U tamnoj fazi fotosinteze dolazi do “mračnih reakcija” tokom kojih se uočava reduktivna sinteza glukoze iz CO 2. Bez energije svetlosne faze, tamna faza je nemoguća.
Finalni proizvodi	O 2, ATP, NADPH 2 Energijski bogati proizvodi svjetlosne reakcije - ATP i NADP · H 2 se dalje koristi u tamnoj fazi fotosinteze.
Odnos između svijetle i tamne faze može se izraziti dijagramom Proces fotosinteze je endergonski, tj. je praćeno povećanjem slobodne energije, pa je stoga potrebna značajna količina energije koja se dovodi izvana. Ukupna jednačina fotosinteze je: 6CO 2 + 12H 2 O--->C 6 H 12 O 62 + 6H 2 O + 6O 2 + 2861 kJ/mol.

Kopnene biljke upijaju vodu potrebnu za fotosintezu kroz svoje korijenje, dok je vodene biljke primaju difuzijom iz okoline. Ugljični dioksid, neophodan za fotosintezu, difundira u biljku kroz male rupice na površini listova - stomata. Budući da se ugljični dioksid troši tokom fotosinteze, njegova koncentracija u ćeliji je obično nešto niža nego u atmosferi. Kiseonik koji se oslobađa tokom fotosinteze difundira iz ćelije, a zatim iz biljke kroz stomate. Šećeri proizvedeni tokom fotosinteze difundiraju i do onih dijelova biljke gdje je njihova koncentracija niža.

Za obavljanje fotosinteze biljkama je potrebno puno zraka, jer sadrži samo 0,03% ugljičnog dioksida. Posljedično, iz 10.000 m 3 zraka može se dobiti 3 m 3 ugljičnog dioksida, iz kojeg se tokom fotosinteze formira oko 110 g glukoze. Biljke općenito bolje rastu s višim razinama ugljičnog dioksida u zraku. Stoga je u nekim staklenicima sadržaj CO 2 u zraku podešen na 1-5%.

Mehanizam svjetlosne (fotokemijske) faze fotosinteze

Sunčeva energija i različiti pigmenti učestvuju u realizaciji fotohemijske funkcije fotosinteze: zeleni - hlorofili a i b, žuti - karotenoidi i crveni ili plavi - fikobilini. Među ovim kompleksom pigmenata fotokemijski je aktivan samo hlorofil a. Preostali pigmenti imaju sporednu ulogu, jer su samo sakupljači svjetlosnih kvanta (neka vrsta sočiva za prikupljanje svjetlosti) i njihovi provodnici do fotohemijskog centra.

Na osnovu sposobnosti hlorofila da efikasno apsorbuje sunčevu energiju određene talasne dužine, identifikovani su funkcionalni fotohemijski centri ili fotosistemi u tilaktoidnim membranama (slika 3):

• fotosistem I (hlorofil A) - sadrži pigment 700 (P 700) koji apsorbira svjetlost talasne dužine od oko 700 nm, igra glavnu ulogu u formiranju proizvoda svetlosnog stadijuma fotosinteze: ATP i NADP · H 2
• fotosistem II (hlorofil b) - sadrži pigment 680 (P 680), koji apsorbira svjetlost talasne dužine od 680 nm, igra pomoćnu ulogu tako što nadoknađuje elektrone izgubljene fotosistemom I fotolizom vode

Na svakih 300-400 molekula pigmenata koji sakupljaju svjetlost u fotosistemima I i II, postoji samo jedan molekul fotohemijski aktivnog pigmenta - hlorofil a.

Kvant svjetlosti koji apsorbira biljka

• prenosi pigment P 700 iz osnovnog stanja u pobuđeno stanje - P * 700, u kojem lako gubi elektron sa formiranjem pozitivne elektronske rupe u obliku P 700 + prema shemi:

  P 700 ---> P * 700 ---> P + 700 + e -

  Nakon čega molekul pigmenta koji je izgubio elektron može poslužiti kao akceptor elektrona (sposoban prihvatiti elektron) i transformirati se u reducirani oblik

• izaziva razgradnju (fotooksidaciju) vode u fotohemijskom centru P 680 fotosistema II prema šemi

  H 2 O ---> 2H + + 2e - + 1/2O 2

  Fotoliza vode naziva se Hillova reakcija. Elektrone proizvedene tokom razgradnje vode u početku prihvata supstanca označena Q (koja se ponekad naziva citokrom C 550 zbog svoje maksimalne apsorpcije, iako nije citokrom). Zatim, iz supstance Q, kroz lanac nosača sličnog mitohondrijskom, elektroni se dovode u fotosistem I kako bi popunili elektronsku rupu nastalu kao rezultat apsorpcije svjetlosnih kvanta od strane sistema i obnovili pigment P + 700

Ako takva molekula jednostavno primi natrag isti elektron, tada će se svjetlosna energija osloboditi u obliku topline i fluorescencije (to je zbog fluorescencije čistog klorofila). Međutim, u većini slučajeva, oslobođeni negativno nabijeni elektron prihvaćaju posebni željezo-sumporni proteini (FeS centar), a zatim

1. ili se transportuje duž jednog od nosećih lanaca nazad do P+700, ispunjavajući elektronsku rupu
2. ili duž drugog lanca transportera preko feredoksina i flavoproteina do trajnog akceptora - NADP · H 2

U prvom slučaju dolazi do zatvorenog cikličkog transporta elektrona, au drugom do necikličkog transporta.

Oba procesa katalizira isti lanac transporta elektrona. Međutim, tokom ciklične fotofosforilacije, elektroni se vraćaju iz hlorofila A nazad na hlorofil A, dok se u necikličnoj fotofosforilaciji elektroni prenose sa hlorofila b na hlorofil A.

Ciklička (fotosintetička) fosforilacija	Neciklična fosforilacija
Kao rezultat cikličke fosforilacije, formiraju se ATP molekuli. Proces je povezan sa povratkom pobuđenih elektrona na P 700 kroz niz uzastopnih faza. Povratak pobuđenih elektrona na P 700 dovodi do oslobađanja energije (prilikom prelaska sa visokog na niski energetski nivo), koja se, uz učešće fosforilirajućeg enzimskog sistema, akumulira u fosfatnim vezama ATP-a, te se ne rasipa se u obliku fluorescencije i toplote (slika 4.). Ovaj proces se naziva fotosintetska fosforilacija (za razliku od oksidativne fosforilacije koju vrše mitohondriji); Fotosintetička fosforilacija- primarna reakcija fotosinteze je mehanizam za stvaranje hemijske energije (sinteza ATP-a iz ADP-a i neorganskog fosfata) na tilaktoidnoj membrani hloroplasta koristeći energiju sunčeve svetlosti. Neophodan za tamnu reakciju asimilacije CO 2	Kao rezultat necikličke fosforilacije, NADP + se reducira u NADP · N. Proces je povezan s prijenosom elektrona na feredoksin, njegovom redukcijom i daljnjom tranzicijom u NADP + s njegovom naknadnom redukcijom u NADP · N
Oba procesa se javljaju u tilaktoidima, iako je drugi složeniji. Povezana je (međusobno povezana) sa radom fotosistema II.

Tako se elektroni izgubljeni sa P 700 nadoknađuju elektronima iz vode razložene pod uticajem svetlosti u fotosistemu II.

A+ do osnovnog stanja, očigledno nastaju pri ekscitaciji hlorofila b. Ovi visokoenergetski elektroni prolaze do feredoksina, a zatim kroz flavoprotein i citokrome do hlorofila A. U posljednjoj fazi dolazi do fosforilacije ADP u ATP (slika 5).

Elektroni potrebni za vraćanje hlorofila V njegovo osnovno stanje verovatno snabdevaju OH - joni koji nastaju tokom disocijacije vode. Neki od molekula vode disociraju na H + i OH - jone. Kao rezultat gubitka elektrona, OH - joni se pretvaraju u radikale (OH), koji potom proizvode molekule vode i plinovitog kisika (slika 6).

Ovaj aspekt teorije potvrđuju rezultati eksperimenata sa vodom i CO 2 označenim sa 18 0 [prikaži] .

Prema ovim rezultatima, sav kiseonik koji se oslobađa tokom fotosinteze dolazi iz vode, a ne iz CO 2 . Reakcije cijepanja vode još nisu detaljno proučavane. Jasno je, međutim, da implementacija svih sekvencijalnih reakcija necikličke fotofosforilacije (slika 5), ​​uključujući i ekscitaciju jedne molekule klorofila A i jednu molekulu hlorofila b, trebalo bi da dovede do formiranja jednog NADP molekula · H, dva ili više ATP molekula iz ADP i Pn i do oslobađanja jednog atoma kiseonika. Za to su potrebna najmanje četiri kvanta svjetlosti - dva za svaki molekul hlorofila.

Neciklični tok elektrona iz H 2 O u NADP · H2, koji se javlja tokom interakcije dva fotosistema i lanaca transporta elektrona koji ih povezuju, posmatra se suprotno vrednostima redoks potencijala: E° za 1/2O2/H2O = +0,81 V, i E° za NADP/NADP · H = -0,32 V. Svetlosna energija obrće tok elektrona. Značajno je da se pri prenošenju iz fotosistema II u fotosistem I dio energije elektrona akumulira u obliku protonskog potencijala na tilaktoidnoj membrani, a zatim u ATP energiju.

Mehanizam stvaranja protonskog potencijala u lancu transporta elektrona i njegovo korištenje za stvaranje ATP-a u hloroplastima sličan je onom u mitohondrijima. Međutim, postoje neke posebnosti u mehanizmu fotofosforilacije. Tilaktoidi su kao mitohondrije okrenute naopačke, tako da je smjer prijenosa elektrona i protona kroz membranu suprotan smjeru u mitohondrijalnoj membrani (slika 6). Elektroni se kreću prema van, a protoni se koncentrišu unutar tilaktoidnog matriksa. Matrica je nabijena pozitivno, a vanjska membrana tilaktoida je nabijena negativno, tj. smjer gradijenta protona je suprotan njegovom smjeru u mitohondrijima.

Još jedna karakteristika je značajno veći udio pH u protonskom potencijalu u odnosu na mitohondrije. Tilaktoidni matriks je jako zakiseljen, tako da Δ pH može doseći 0,1-0,2 V, dok je Δ Ψ oko 0,1 V. Ukupna vrijednost Δ μ H+ > 0,25 V.

H + -ATP sintetaza, označena u hloroplastima kao "CF 1 + F 0" kompleks, također je orijentirana u suprotnom smjeru. Njegova glava (F 1) gleda prema van, prema stromi hloroplasta. Protoni se istiskuju kroz CF 0 + F 1 iz matrice, a ATP se formira u aktivnom centru F 1 zbog energije protonskog potencijala.

Za razliku od mitohondrijalnog lanca, tilaktoidni lanac očigledno ima samo dva mesta konjugacije, tako da su za sintezu jednog ATP molekula potrebna tri protona umesto dva, odnosno odnos od 3 H + /1 mol ATP-a.

Dakle, u prvoj fazi fotosinteze, tokom svjetlosnih reakcija, ATP i NADP nastaju u stromi hloroplasta · H - proizvodi neophodni za tamne reakcije.

Mehanizam tamne faze fotosinteze

Tamne reakcije fotosinteze su proces ugradnje ugljičnog dioksida u organsku tvar kako bi se formirali ugljikohidrati (fotosinteza glukoze iz CO 2). Reakcije se javljaju u stromi hloroplasta uz sudjelovanje proizvoda svjetlosnog stadijuma fotosinteze - ATP i NADP · H2.

Asimilacija ugljičnog dioksida (fotohemijska karboksilacija) je ciklični proces, koji se također naziva fotosintetički ciklus pentoza fosfata ili Calvinov ciklus (slika 7). U njemu postoje tri glavne faze:

• karboksilacija (fiksacija CO 2 sa ribuloza difosfatom)
• redukcija (formiranje trioze fosfata tokom redukcije 3-fosfoglicerata)
• regeneracija ribuloza difosfata

Ribuloza 5-fosfat (šećer koji sadrži 5 atoma ugljika sa fosfatnim dijelom na ugljiku 5) podliježe fosforilaciji pomoću ATP-a, što rezultira stvaranjem ribuloza difosfata. Ova potonja supstanca se karboksilira dodatkom CO2, očigledno u intermedijer sa šest ugljenika, koji se, međutim, odmah cijepa dodatkom molekula vode, formirajući dva molekula fosfoglicerinske kiseline. Fosfoglicerinska kiselina se zatim redukuje enzimskom reakcijom koja zahtijeva prisustvo ATP-a i NADP-a. · H sa stvaranjem fosfogliceraldehida (šećer sa tri ugljenika - trioza). Kao rezultat kondenzacije dvije takve trioze nastaje molekul heksoze, koji se može uključiti u molekul škroba i tako pohraniti kao rezervu.

Da bi se završila ova faza ciklusa, fotosinteza apsorbira 1 molekul CO2 i koristi 3 molekula ATP-a i 4 H atoma (vezani za 2 molekula NAD-a · N). Iz heksoza fosfata, kroz određene reakcije pentozofosfatnog ciklusa (slika 8), regeneriše se ribuloza fosfat, koji opet može za sebe vezati još jedan molekul ugljičnog dioksida.

Nijedna od opisanih reakcija - karboksilacija, redukcija ili regeneracija - ne može se smatrati specifičnom samo za fotosintetičku ćeliju. Jedina razlika koju su otkrili je da reakcija redukcije koja pretvara fosfoglicerinsku kiselinu u fosfogliceraldehid zahtijeva NADP. · N, ne PREKO · N, kao i obično.

Fiksaciju CO 2 ribuloza difosfatom katalizira enzim ribuloza difosfat karboksilaza: ribuloza difosfat + CO 2 --> 3-fosfoglicerat Zatim se 3-fosfoglicerat reducira uz pomoć NADP-a · H 2 i ATP u gliceraldehid 3-fosfat. Ovu reakciju katalizira enzim gliceraldehid-3-fosfat dehidrogenaza. Gliceraldehid 3-fosfat se lako izomerizira u dihidroksiaceton fosfat. Oba trioza fosfata se koriste u formiranju fruktoza bisfosfata (obrnuta reakcija katalizirana fruktoza bisfosfat aldolazom). Dio molekula nastalog fruktoza bisfosfata učestvuje, zajedno sa triozom fosfatima, u regeneraciji ribuloza bisfosfata (zatvarajući ciklus), a drugi dio se koristi za skladištenje ugljikohidrata u fotosintetskim stanicama, kao što je prikazano na dijagramu.

Procjenjuje se da je za sintezu jednog molekula glukoze iz CO 2 u Calvinovom ciklusu potrebno 12 NADP · H + H + i 18 ATP (12 molekula ATP se troši na redukciju 3-fosfoglicerata, a 6 molekula se koristi u reakcijama regeneracije ribuloza difosfata). Minimalni odnos - 3 ATP: 2 NADP · N 2.

Može se primijetiti zajedništvo principa koji su u osnovi fotosintetske i oksidativne fosforilacije, a fotofosforilacija je, takoreći, obrnuta oksidativna fosforilacija:

Svetlosna energija je pokretačka snaga fosforilacije i sinteze organskih supstanci (S-H 2) tokom fotosinteze i, obrnuto, energija oksidacije organskih supstanci tokom oksidativne fosforilacije. Stoga su biljke te koje pružaju život životinjama i drugim heterotrofnim organizmima:

Ugljikohidrati proizvedeni tokom fotosinteze služe za izgradnju karbonskih skeleta brojnih organskih biljnih tvari. Organski dušikovi tvari apsorbiraju fotosintetski organizmi redukcijom neorganskih nitrata ili atmosferskog dušika, a sumpor se apsorbira redukcijom sulfata u sulfhidrilne grupe aminokiselina. Fotosinteza u konačnici osigurava izgradnju ne samo proteina, nukleinskih kiselina, ugljikohidrata, lipida, kofaktora neophodnih za život, već i brojnih sekundarnih produkata sinteze koji su vrijedne ljekovite tvari (alkaloidi, flavonoidi, polifenoli, terpeni, steroidi, organske kiseline itd.). ).

Fotosinteza bez hlorofila

Fotosinteza bez klorofila nalazi se u bakterijama koje vole sol i imaju pigment osjetljiv na ljubičasto svjetlo. Pokazalo se da je ovaj pigment protein bakteriorhodopsin, koji sadrži, poput vizualne ljubičaste retine - rodopsin, derivat vitamina A - retinal. Bakteriorhodopsin, ugrađen u membranu bakterija koje vole sol, formira protonski potencijal na ovoj membrani kao odgovor na apsorpciju svjetlosti od strane retine, koja se pretvara u ATP. Dakle, bakteriorodopsin je pretvarač svjetlosne energije bez hlorofila.

Fotosinteza i vanjsko okruženje

Fotosinteza je moguća samo uz prisustvo svjetlosti, vode i ugljičnog dioksida. Efikasnost fotosinteze nije veća od 20% kod kultivisanih biljnih vrsta, a obično ne prelazi 6-7%. U atmosferi ima oko 0,03% (vol.) CO 2, kada se njegov sadržaj poveća na 0,1%, povećava se intenzitet fotosinteze i produktivnost biljaka, pa je preporučljivo prihranjivati ​​biljke bikarbonatima. Međutim, sadržaj CO 2 u vazduhu iznad 1,0% ima štetan uticaj na fotosintezu. Samo kopnene biljke u jednoj godini apsorbuju 3% ukupnog CO 2 Zemljine atmosfere, odnosno oko 20 milijardi tona.U ugljikohidratima sintetiziranim iz CO 2 akumulira se do 4 × 10 18 kJ svjetlosne energije. To odgovara kapacitetu elektrane od 40 milijardi kW. Nusprodukt fotosinteze, kisik, vitalan je za više organizme i aerobne mikroorganizme. Očuvanje vegetacije znači očuvanje života na Zemlji.

Efikasnost fotosinteze

Efikasnost fotosinteze u smislu proizvodnje biomase može se procijeniti kroz proporciju ukupnog sunčevog zračenja koje pada na određeno područje tokom određenog vremena koje je pohranjeno u organskoj tvari usjeva. Produktivnost sistema može se oceniti količinom organske suhe materije dobijene po jedinici površine godišnje, i izražene u jedinicama mase (kg) ili energije (mJ) dobijene proizvodnje po hektaru godišnje.

Prinos biomase tako zavisi od površine kolektora solarne energije (lišća) koji radi tokom godine i broja dana u godini sa ovakvim uslovima osvetljenja kada je fotosinteza moguća maksimalnom brzinom, što određuje efikasnost celokupnog procesa. . Rezultati određivanja udjela sunčevog zračenja (u %) dostupnih biljkama (fotosintetski aktivno zračenje, PAR), te poznavanje osnovnih fotokemijskih i biokemijskih procesa i njihove termodinamičke efikasnosti omogućavaju izračunavanje vjerojatnih maksimalnih brzina stvaranja organskih tvari. tvari u smislu ugljikohidrata.

Biljke koriste svjetlost talasne dužine od 400 do 700 nm, odnosno fotosintetski aktivno zračenje čini 50% ukupne sunčeve svjetlosti. Ovo odgovara intenzitetu na površini Zemlje od 800-1000 W/m2 za tipičan sunčan dan (u prosjeku). Prosječna maksimalna efikasnost konverzije energije tokom fotosinteze u praksi je 5-6%. Ove procjene su dobijene na osnovu proučavanja procesa vezivanja CO 2, kao i povezanih fizioloških i fizičkih gubitaka. Jedan mol vezanog CO 2 u obliku ugljenih hidrata odgovara energiji od 0,47 MJ, a energija mola kvanta crvenog svetla talasne dužine 680 nm (energetski najsiromašnija svetlost koja se koristi u fotosintezi) iznosi 0,176 MJ. Dakle, minimalni broj molova kvanta crvenog svjetla koji je potreban da se veže 1 mol CO 2 je 0,47:0,176 = 2,7. Međutim, budući da je za prijenos četiri elektrona iz vode za fiksiranje jednog CO 2 molekula potrebno najmanje osam kvanta svjetlosti, teorijska efikasnost vezivanja je 2,7:8 = 33%. Ovi proračuni su napravljeni za crveno svjetlo; Jasno je da će za bijelo svjetlo ova vrijednost biti shodno tome niža.

U najboljim poljskim uslovima, efikasnost fiksacije u biljkama dostiže 3%, ali to je moguće samo u kratkim periodima rasta i, računajući na cijelu godinu, iznosiće između 1 i 3%.

U praksi, prosječna godišnja efikasnost fotosintetske konverzije energije u umjerenim zonama je obično 0,5-1,3%, a za suptropske usjeve - 0,5-2,5%. Prinos koji se može očekivati ​​na datom nivou intenziteta sunčeve svjetlosti i različite fotosintetske efikasnosti može se lako procijeniti iz grafikona prikazanih na Sl. 9.

Značenje fotosinteze

• Proces fotosinteze je osnova ishrane svih živih bića, a takođe snabdeva čovečanstvo gorivom, vlaknima i bezbroj korisnih hemijskih jedinjenja.
• Oko 90-95% suhe težine usjeva formira se iz ugljičnog dioksida i vode spojenih iz zraka tokom fotosinteze.
• Ljudi koriste oko 7% fotosintetskih proizvoda kao hranu, stočnu hranu, gorivo i građevinski materijal.

Kako se energija sunčeve svjetlosti pretvara u svjetlosnoj i tamnoj fazi fotosinteze u energiju kemijskih veza glukoze? Objasnite svoj odgovor.

Odgovori

U svjetlosnoj fazi fotosinteze, energija sunčeve svjetlosti se pretvara u energiju pobuđenih elektrona, a zatim se energija pobuđenih elektrona pretvara u energiju ATP-a i NADP-H2. U tamnoj fazi fotosinteze energija ATP-a i NADP-H2 pretvara se u energiju hemijskih veza glukoze.

Šta se dešava tokom svetlosne faze fotosinteze?

Odgovori

Elektroni klorofila, pobuđeni svjetlosnom energijom, putuju duž lanaca transporta elektrona, njihova energija se pohranjuje u ATP i NADP-H2. Dolazi do fotolize vode i oslobađa se kiseonik.

Koji se glavni procesi dešavaju tokom mračne faze fotosinteze?

Odgovori

Od ugljičnog dioksida dobivenog iz atmosfere i vodonika dobivenog u svjetlosnoj fazi nastaje glukoza zahvaljujući energiji ATP-a dobivenog u svjetlosnoj fazi.

Koja je funkcija hlorofila u biljnoj ćeliji?

Odgovori

Klorofil je uključen u proces fotosinteze: u svjetlosnoj fazi hlorofil apsorbira svjetlost, elektron hlorofila prima svjetlosnu energiju, odvaja se i ide duž lanca transporta elektrona.

Koju ulogu imaju elektroni molekula hlorofila u fotosintezi?

Odgovori

Elektroni klorofila, pobuđeni sunčevom svjetlošću, prolaze kroz lance transporta elektrona i predaju svoju energiju formiranju ATP-a i NADP-H2.

U kojoj fazi fotosinteze nastaje slobodni kiseonik?

Odgovori

U svjetlosnoj fazi, tokom fotolize vode.

U kojoj fazi fotosinteze dolazi do sinteze ATP-a?

Odgovori

Predsvetlosna faza.

Koja supstanca služi kao izvor kiseonika tokom fotosinteze?

Odgovori

Voda (kiseonik se oslobađa tokom fotolize vode).

Brzina fotosinteze ovisi o ograničavajućim faktorima, uključujući svjetlost, koncentraciju ugljičnog dioksida i temperaturu. Zašto ovi faktori ograničavaju reakcije fotosinteze?

Odgovori

Svjetlost je neophodna za pobuđivanje klorofila, ona opskrbljuje energiju za proces fotosinteze. Ugljični dioksid je neophodan u tamnoj fazi fotosinteze; iz njega se sintetizira glukoza. Promjene temperature dovode do denaturacije enzima i usporavanja fotosintetskih reakcija.

U kojim metaboličkim reakcijama u biljkama je ugljični dioksid polazni materijal za sintezu ugljikohidrata?

Odgovori

U reakcijama fotosinteze.

Proces fotosinteze se intenzivno odvija u listovima biljaka. Da li se javlja u zrelim i nezrelim plodovima? Objasnite svoj odgovor.

Odgovori

Fotosinteza se odvija u zelenim dijelovima biljaka na svjetlu. Dakle, fotosinteza se događa u kožici zelenih plodova. Fotosinteza se ne dešava unutar ploda ili u koži zrelih (ne zelenih) plodova.

Fotosinteza je proces stvaranja organskih tvari u zelenim biljkama. Fotosinteza je stvorila čitavu masu biljaka na Zemlji i zasitila atmosferu kisikom.

Kako se biljka hrani?

Ranije su ljudi bili sigurni da biljke uzimaju sve tvari za svoju ishranu iz tla. Ali jedno iskustvo je pokazalo da to nije tako.

Drvo je posađeno u saksiju sa zemljom. Istovremeno je izmjerena masa i zemlje i drveta. Kada su, nekoliko godina kasnije, oboje ponovo izvagani, pokazalo se da se masa zemlje smanjila za samo nekoliko grama, a masa biljke porasla za mnogo kilograma.

U tlo je dodavana samo voda. Odakle ti kilogrami biljne mase?

Iz vazduha. Sva organska tvar u biljkama nastaje iz atmosferskog ugljičnog dioksida i vode iz tla.

TOP 2 člankakoji čitaju uz ovo

Energija

Životinje i ljudi jedu biljke kako bi dobili energiju za život. Ova energija je sadržana u hemijskim vezama organskih supstanci. Odakle je ona?

Poznato je da biljka ne može normalno rasti bez svjetlosti. Svjetlost je energija kojom biljka gradi organske tvari svog tijela.

Nije bitno o kakvom se svjetlu radi, solarno ili električno. Svaki zrak svjetlosti nosi energiju, koja postaje energija kemijskih veza i, poput ljepila, drži atome u velikim molekulima organskih tvari.

Gdje se odvija fotosinteza?

Fotosinteza se odvija samo u zelenim dijelovima biljaka, tačnije, u posebnim organima biljnih stanica - hloroplastima.

Rice. 1. Hloroplasti pod mikroskopom.

Kloroplasti su vrsta plastida. Uvijek su zelene boje, jer sadrže zelenu tvar - hlorofil.

Hloroplast je odvojen od ostatka ćelije membranom i ima izgled zrna. Unutrašnjost hloroplasta naziva se stroma. Ovdje počinju procesi fotosinteze.

Rice. 2. Unutrašnja struktura hloroplasta.

Kloroplasti su kao fabrika koja prima sirovine:

• ugljični dioksid (formula – CO₂);
• voda (H₂O).

Voda dolazi iz korijena, a ugljični dioksid dolazi iz atmosfere kroz posebne rupe na listovima. Svetlost je energija za rad fabrike, a nastale organske supstance su proizvod.

Prvo se stvaraju ugljikohidrati (glukoza), ali kasnije formiraju mnoge tvari raznih mirisa i okusa koje životinje i ljudi toliko vole.

Iz hloroplasta, nastale supstance se transportuju u različite organe biljke, gde se skladište ili koriste.

Reakcija fotosinteze

Općenito, jednadžba fotosinteze izgleda ovako:

CO₂ + H₂O = organska tvar + O₂ (kiseonik)

Zelene biljke pripadaju grupi autotrofa (prevedeno kao "hranim se") - organizama kojima nisu potrebni drugi organizmi da bi dobili energiju.

Glavna funkcija fotosinteze je stvaranje organskih tvari od kojih je izgrađeno biljno tijelo.

Oslobađanje kiseonika je nuspojava procesa.

Značenje fotosinteze

Uloga fotosinteze u prirodi je izuzetno velika. Zahvaljujući njemu stvoren je cijeli biljni svijet planete.

Rice. 3. Fotosinteza.

Zahvaljujući fotosintezi, biljke:

• izvor su kisika za atmosferu;
• pretvaraju sunčevu energiju u oblik koji je dostupan životinjama i ljudima.

Život na Zemlji postao je moguć sa akumulacijom dovoljno kiseonika u atmosferi. Ni čovjek ni životinje nisu mogli živjeti u tim dalekim vremenima kada ga nije bilo, ili ga je bilo malo.

Koja nauka proučava proces fotosinteze?

Fotosinteza se proučava u raznim naukama, a najviše u botanici i fiziologiji biljaka.

Botanika je nauka o biljkama i stoga je proučava kao važan životni proces biljaka.

Fiziologija biljaka najdetaljnije proučava fotosintezu. Fiziološki naučnici su utvrdili da je ovaj proces složen i da ima faze:

• svjetlo;
• mračno

To znači da fotosinteza počinje na svjetlu, ali završava u mraku.

Šta smo naučili?

Nakon što ste proučili ovu temu u 5. razredu biologije, možete ukratko i jasno objasniti fotosintezu kao proces stvaranja organskih tvari iz neorganskih tvari (CO₂ i H₂O) u biljkama. Njegove karakteristike: odvija se u zelenim plastidima (hloroplastima), praćen je oslobađanjem kiseonika, a odvija se pod uticajem svetlosti.

Testirajte na temu

Evaluacija izvještaja

Prosječna ocjena: 4.5. Ukupno primljenih ocjena: 793.

Kako kratko i jasno objasniti tako složen proces kao što je fotosinteza? Biljke su jedini živi organizmi koji mogu proizvoditi vlastitu hranu. Kako to rade? Za rast primaju sve potrebne tvari iz okoline: ugljični dioksid iz zraka, vode i tla. Potrebna im je i energija koju dobijaju od sunčevih zraka. Ova energija pokreće određene kemijske reakcije tokom kojih se ugljični dioksid i voda pretvaraju u glukozu (hranu) i predstavlja fotosintezu. Suština procesa može se kratko i jasno objasniti čak i djeci školskog uzrasta.

"Zajedno sa svetlošću"

Riječ "fotosinteza" dolazi od dvije grčke riječi - "foto" i "sinteza", čija kombinacija znači "zajedno sa svjetlom". Sunčeva energija se pretvara u hemijsku energiju. Hemijska jednadžba fotosinteze:

6CO 2 + 12H 2 O + svjetlost = C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 6H 2 O.

To znači da se 6 molekula ugljičnog dioksida i dvanaest molekula vode koristi (zajedno sa sunčevom svjetlošću) za proizvodnju glukoze, što rezultira šest molekula kisika i šest molekula vode. Ako ovo predstavite kao verbalnu jednačinu, dobit ćete sljedeće:

Voda + sunce => glukoza + kiseonik + voda.

Sunce je veoma moćan izvor energije. Ljudi ga uvijek pokušavaju koristiti za proizvodnju struje, izolaciju kuća, grijanje vode i tako dalje. Biljke su “shvatile” kako da koriste sunčevu energiju prije više miliona godina jer je to bilo neophodno za njihov opstanak. Fotosinteza se može kratko i jasno objasniti na ovaj način: biljke koriste svjetlosnu energiju sunca i pretvaraju je u kemijsku energiju, a rezultat toga je šećer (glukoza), čiji se višak pohranjuje kao škrob u listovima, korijenima, stabljikama. i sjemenke biljke. Sunčeva energija se prenosi na biljke, kao i na životinje koje jedu ove biljke. Kada su biljci potrebne hranljive materije za rast i druge životne procese, ove rezerve su veoma korisne.

Kako biljke apsorbuju energiju sunca?

Govoreći o fotosintezi kratko i jasno, vrijedi se pozabaviti pitanjem kako biljke uspijevaju apsorbirati sunčevu energiju. To se događa zbog posebne strukture listova, koja uključuje zelene ćelije - hloroplaste, koji sadrže posebnu tvar zvanu klorofil. To je ono što listovima daje zelenu boju i odgovorno je za apsorpciju energije sunčeve svjetlosti.

Zašto je većina listova široka i ravna?

Fotosinteza se odvija u listovima biljaka. Nevjerovatna činjenica je da su biljke vrlo dobro prilagođene da hvataju sunčevu svjetlost i apsorbiraju ugljični dioksid. Zahvaljujući širokoj površini, uhvatit će se mnogo više svjetla. Iz tog razloga su solarni paneli, koji se ponekad postavljaju na krovove kuća, također široki i ravni. Što je veća površina, to je bolja apsorpcija.

Šta je još važno za biljke?

Poput ljudi, biljkama su također potrebne korisne hranjive tvari da bi ostale zdrave, rasle i dobro obavljale svoje vitalne funkcije. Oni dobijaju minerale rastvorene u vodi iz zemlje kroz svoje korenje. Ako zemljištu nedostaju mineralne hranjive tvari, biljka se neće normalno razvijati. Poljoprivrednici često testiraju tlo kako bi se uvjerili da ima dovoljno hranjivih tvari za rast usjeva. U suprotnom, pribjegavajte upotrebi gnojiva koja sadrže esencijalne minerale za ishranu i rast biljaka.

Zašto je fotosinteza toliko važna?

Da bismo djeci kratko i jasno objasnili fotosintezu, vrijedi reći da je ovaj proces jedna od najvažnijih kemijskih reakcija na svijetu. Koji su razlozi za ovako glasnu izjavu? Prvo, fotosinteza hrani biljke, koje zauzvrat hrane svako drugo živo biće na planeti, uključujući životinje i ljude. Drugo, kao rezultat fotosinteze, kisik neophodan za disanje se oslobađa u atmosferu. Sva živa bića udišu kiseonik i izdišu ugljen-dioksid. Na sreću, biljke rade suprotno, pa su veoma važne za ljude i životinje, jer im daju mogućnost disanja.

Zadivljujući proces

Ispostavilo se da i biljke znaju disati, ali, za razliku od ljudi i životinja, apsorbiraju ugljični dioksid iz zraka, a ne kisik. Biljke takođe piju. Zato ih treba zalijevati, inače će uginuti. Uz pomoć korijenskog sistema voda i hranjive tvari se prenose do svih dijelova biljnog tijela, a ugljični dioksid se apsorbira kroz male rupice na listovima. Okidač za pokretanje hemijske reakcije je sunčeva svetlost. Sve dobijene metaboličke produkte biljke koriste za ishranu, kiseonik se oslobađa u atmosferu. Tako možete ukratko i jasno objasniti kako se odvija proces fotosinteze.

Fotosinteza: svijetla i tamna faza fotosinteze

Proces koji se razmatra sastoji se od dva glavna dijela. Postoje dvije faze fotosinteze (opis i tabela ispod). Prva se zove svetlosna faza. Javlja se samo u prisustvu svjetlosti u tilakoidnim membranama uz učešće hlorofila, proteina za transport elektrona i enzima ATP sintetaze. Šta još krije fotosinteza? Osvjetljavajte i zamjenjujte jedno drugo kako dan i noć napreduju (Calvinovi ciklusi). U mračnoj fazi dolazi do proizvodnje te iste glukoze, hrane za biljke. Ovaj proces se naziva i reakcija neovisna o svjetlosti.

Svetlosna faza

Tamna faza

1. Reakcije koje se odvijaju u hloroplastima moguće su samo u prisustvu svjetlosti. U ovim reakcijama svjetlosna energija se pretvara u kemijsku energiju 2. Hlorofil i drugi pigmenti apsorbuju energiju sunčeve svetlosti. Ova energija se prenosi na fotosisteme odgovorne za fotosintezu 3. Voda se koristi za elektrone i vodonikove jone, a također je uključena u proizvodnju kisika 4. Elektroni i vodikovi joni se koriste za stvaranje ATP-a (molekula za skladištenje energije) koji je potreban u sljedećoj fazi fotosinteze

1. Reakcije ekstra-svjetlosnog ciklusa se javljaju u stromi hloroplasta 2. Ugljični dioksid i energija iz ATP-a se koriste u obliku glukoze

Zaključak

Iz svega navedenog mogu se izvući sljedeći zaključci:

• Fotosinteza je proces koji proizvodi energiju od sunca.
• Svjetlosna energija od sunca pretvara se u hemijsku energiju hlorofilom.
• Klorofil daje biljkama zelenu boju.
• Fotosinteza se odvija u hloroplastima ćelija biljnog lista.
• Ugljični dioksid i voda neophodni su za fotosintezu.
• Ugljični dioksid ulazi u biljku kroz sitne rupice, stomate, a kisik izlazi kroz njih.
• Voda se apsorbuje u biljku kroz njeno korenje.
• Bez fotosinteze ne bi bilo hrane na svijetu.