Fotosynteza

Fotosynteza

Rośliny są w stanie wytworzyć organiczny cukier z nieorganicznych związków (dwutlenku węgla i wody).

Biologia

Etykiety

fotosynteza, Faza jasna, Faza ciemna, chloroplastów, proces kataboliczny, autotróf, liść, światło, światło słoneczne, tlen, materiał organiczny, dwutlenek węgla, glukoza, energia słoneczna, woda, Produkcja tlenu, Mocowanie węglowe, wewnętrzna membrana, granum, tylakoida, forma macierzysta, II fotoukład, I fotoukład, pigmenty fotosyntezy, ATP, ATP-aza, system przenoszenia elektronu, glicerynowy kwasu 3-fosforanu, gliceraldehydo-3-fosforan, rybulozo-1,5-difosforan, Transformacja energetyczna, Cyrkulacja, foton, gazy atmosferyczne, węglowodan, Słońce, przemiana materii, roślina, biochemia, biologia, _javasolt

Powiązane treści

Sceny

Proces fotosyntezy

Budowa liścia

Fotosynteza

Komórka

Faza jasna

Faza ciemna

Sztuczny liść

Narracja

Proces fotosyntezy polega na tym, że roślina z wykorzystaniem energii świetlnej z nieorganicznego dwutlenku węgla tworzy związek organiczny, jakim jest cukier gronowy. Podczas tego procesu powstaje także tlen.

Fotosynteza odbywa się w zielonych częściach roślin. Są nimi liście i często również miękkie łodygi. Zielony kolor roślina zawdzięcza tkance miękiszowej, w komórkach której znajduje się duża ilość zdolnego do fotosyntezy chloroplastu.

Chloroplast otoczony jest dwiema błonami. Wewnętrzną błonę tworzą woreczki zwane tylakoidami. Ułożone w stosach tylakoidy tworzą grana. W błonie tylakoidów znajdują się kluczowe enzymy fazy jasnej fotosyntezy.
Najważniejsze spośród nich są dwa fotoukłady i znajdujący się między nimi system przenośników elektronów.
W fotoukładach znajdujemy kompleksy białkowo-barwnikowe absorbujące kwanty światła, spośród których najważniejszym jest zielonego koloru chlorofil.
Cząsteczki głównego chlorofilu II fotoukładu pobudzają się na skutek działania fotonu, w trakcie czego dochodzi do oderwnia się elektronu. Oderwane elektrony dostają się do systemu przenośników elektronów. Pozbawiony elektronu, utleniony chlorofil uzupełnia miejsce po oderwanym elektronie z cząsteczki wody. Jest to proces rozkładania wody, podczas którego tlen cząsteczek wody łączy się w cząsteczkę tlenu i w wyniku uwolnienia protonów powstaje gradient protonowy po wewnętrznej stronie błony. Pierwszym przenośnikiem systemu przenośników elektronów jest plastochinon, który przekazuje elektrony do kompleksu cytochromowego. Cytochrom to białko o zawartości żelaza, które przenosi elektrony do plastocyjaniny, pompując jednocześnie resztę protonów na wewnętrzną stronę błony.
Z łańcucha przenośników elektronów elektrony dostają się do I fotoukładu. Głównej cząsteczce chlorofilu I fotoukładu brakuje elektronu, gdyż na skutek działania fotonu elektron został oderwany. Oderwane elektrony za pośrednictwem cząsteczek ferredoksyny dostają się na reduktazę ferredoksyny - NADP.
W fazie jasnej protony zbierają się po wewnętrznej stronie błony tylakoidu, dlatego stężenie protonów wzrasta, a tym samym wzrasta dodatnie naładowanie. To tworzy skierowaną na zewnątrz siłę napędową. Protony mogą przepływać przez syntazę ATP, podczas czego uwalnia się energia, która pochodzi z różnicy stężeń wolnych protonów i ich ładunków. Uwolniona energia wykorzystywana jest do produkcji ATP. Wydostające się protony i elektrony zostają pobrane przez NADP i powstaje NADPH.
Podsumowując: przy udziale energii fotonów dochodzi do nierównego rozproszenia protonów. W konsekwencji gradient elektrochemiczny zostaje wykorzystany do produkcji ATP.
Reakcje fazy ciemnej nie potrzebują światła. Podczas fazy ciemnej, z wykorzystaniem wyprodukowanej w fazie jasnej energii ATP i wodorów NADPH, odbywa się wbudowanie dwutlenku węgla w związki organiczne.
Zacznijmy od 3 i 5 węglowych cukrów. Ich łączna liczba atomów węgla wynosi 15. Enzym białkowy wbudowuje dwutlenek węgla do każdej cząsteczki cukru, przy czym substancje rozpadają się na dwie części. Tym sposobem powstaje cząsteczka 3 i 6-węglowa, łączna liczba atomów węgla wzrasta do 18. Następnie, wykorzystując 1 NADPH i 1 ATP, tworzy się aldehyd 3-fosfoglicerynowy. Jeden z nich występuje z cyklu i z wykorzystaniem pozostałych 3 ATP z powrotem zamieni się w 3 i 5- węglowe cukry, cykl rozpocznie się od nowa. Oznacza to, że w tym cyklu uwolnione zostaną 3 cząsteczki węgla. Potrzebne do tego były ATP i NADPH, które powstały w fazie jasnej. W dwóch takich cyklach powstają po dwie 3 węglowe cząsteczki, które łącząc się dają 6 węglową glukozę. Z tak powstałej glukozy powstaje w roślinie magazyn składników odżywczych, czyli skrobia, bądź w wyniku metabolicznych procesów redukcyjnych tworzone jest ATP.
Trwają eksperymenty nad stworzeniem sztucznych systemów fotosyntetyzujących. W sztucznym liściu w osobnych naczyniach zachodzą reakcje fazy świetlnej i fazy ciemnej. Faza jasna odbywa się na półprzewodniku azotynie, po oświetleniu którego dochodzi do rozpadu wody. Tlen wydziela się w formie pęcherzyków, a protony i elektrony zostają przeniesione przewodem do drugiego naczynia, w którym odbywają się procesy fazy ciemnej. Tutaj, przy pomocy katalizatora metalowego, z wody i dwutlenku węgla powstaje kwas mrówkowy. Sytem ten umożliwia wykorzystanie energii słonecznej. Oprócz tego umożliwia zmniejszenie emisji dwutlenku węgla, co z kolei pozwala na zmniejszenie efektu cieplarnianego.

Powiązane treści

Pigwa pospolita

Roślina pochodząca z regionu Kaukazu, uprawiana dla jej aromatycznych owoców.

Śnieżyczka przebiśnieg

Pojawienie się przebiśniegów jest zapowiedzią nadejścia wiosny. Ten wiosenny kwiat jest...

Porównanie roślin jednoliściennych i dwuliściennych

Rośliny jednoliścienne i dwuliścienne stanowią dwie duże klasy roślin okrytonasiennych.

Warstwy lasu

Warstwowość różnych rodzajów lasów może być odmienna.

Do lichens damage trees?

In this lesson you will familiarise yourselves with special organisms, that is lichens.

Porównanie grzybów jadalnch i grzybów trujących

Niektóre grzyby mogą powodować śmiertelne lub zagrażające życiu zatrucia, inne natomiast...

Cykl rozwojowy mchów i paprotników

Animacja porównuje cykl rozwojowy mchów i paprotników, pomaga zrozumieć cykl rozwojowy...

Buk zwyczajny

Określenie "buk" stosuje się do rodzaju drzew z rodziny bukowatych, rosnących od Ameryki...

Added to your cart.