Fotosinteză

Fotosinteză

Plantele pot transforma substanțele anorganice (dioxid de carbon și apă) în glucoză (substanță organică).

Biologie

Cuvinte cheie

fotosinteză, faza de lumină, Faza de întuneric, cloroplast, proces catabolic, autotróf, frunză, lumină, lumina soarelui, oxigen, material organic, dioxid de carbon, glucoză, energie solara, apă, oxigen-producție, Fixarea carbonului, membrana internă, granum, ticaloid, matrice, fotosistem II, fotosistem I, pigmenți fotosintetici, ATP, ATP-aza, sistem transport electroni, gliceric acid 3-fosfat, gliceraldehidă 3-fosfat, ribulozo-1,5-difosfat, Transformarea energiei, ciclu, foton, gaze atmosferice, glucidă, Soare, metabolism, plantă, biochimie, biologie, _javasolt

Suplimente asociate

Animații

Principiul fotosintezei

Structura frunzei

Fotosinteză

Celulă

Faza de lumină

Faza de întuneric

Frunză artificială

Animație

Narațiune

Esența fotosintezei constă în transformarea dioxidului de carbon anorganic în glucoză, adică material organic, folosindu-se energia luminii. În timpul procesului se formează oxigen.

Fotosinteza are loc în părțile verzi ale plantelor: frunza sau tulpina. Culoarea verde este produsă de țesutul asimilator, ale cărui celule conțin un număr mare de cloroplaste în care are loc fotosinteza.

Cloroplastele au membrană dublă, cea interioară fiind formată din tilacoide în formă de disc. Tilacoidele interconectate formează un granum. Membrana tilacoidelor conține enzimele fundamentale ale fazei de lumină a fotosintezei.

Dintre acestea cea mai mare importanță o au cele două fotosisteme și lanțul transportor de electroni dintre ele.
În fotosisteme se găsesc pigmenți fotosintetizanţi fixați pe proteine, cel mai important fiind clorofila verde a.
În fotosistemul II, moleculele clorofilei centrale a sunt excitate de fotoni și eliberează electroni. Aceștia ajung în lanțul transportor de electroni.

Clorofila oxidată își completează electronii lipsă din moleculele de apă. Acest proces are loc în timpul descompunerii apei: atomii de oxigen din moleculele de apă se unesc pentru a forma oxigen molecular, în timp ce protonii se acumulează pe partea internă a membranei.

În lanțul transportor de electroni, primul membru este plastochinona, care transferă electronii complexului citocrom. Citocromul este o proteină cu conținut de fier care transportă electronii către plastocianină, în timp ce pompează protoni spre partea internă a membranei.
Din lanțul transportor de electroni, aceştia ajung în fotosistemul I. Molecula centrală a fotosistemului I -clorofila a - are deficit de 1 electron după eliberarea acestora sub acțiunea protonilor. Electronii eliberați ajung prin intermediul moleculelor de ferredoxină la NADP reductază.

În faza de lumină, pe partea interioară sunt acumulați protoni determinând creșterea concentrației acestora precum și cea a încărcării pozitive. Astfel se creează o forță orientată dinspre interior spre exterior. Protonii pot ieşi prin ATP-ază, eliberând în acelaşi timp energie, sistemul ajungând în stadiu de energie scăzută după egalizarea concentrației și a încărcăturii pozitive. Energia rezultată este folosită la producerea de ATP. Protonii și electronii care ajung în exterior sunt preluați de NADP, formându-se NADPH.
Rezumând: folosind energia fotonilor, rezultă o distribuție inegală a protonilor, ceea ce creează o forță folosită în producerea de ATP.

Reacțiile fazei de întuneric nu necesită lumină. În timpul acestor reacții, folosind energia ATP-ului produs în faza de lumină și hidrogenul din NADPH, se încorporează dioxid de carbon în compuși organici.

Să luăm ca exemplu trei molecule de glucoză cu 5 atomi de carbon. În total sunt 15 atomi de carbon. O enzimă poate fixa câte o moleculă de dioxid de carbon la 3 molecule de glucoză, în timp ce produsele se divid în două. Astfel se formează 6 molecule cu câte 3 atomi de carbon, numărul acestora crescând la 18. În continuare, folosindu-se câte un ATP și un NADPH pentru fiecare moleculă, se formează gliceraldehidă 3-fosfat. Dintre acestea, una părăsește ciclul și celelalte, folosind 3 ATP, se transformă înapoi în 3 molecule de glucoză cu 5 atomi de carbon, reluându-se ciclul de la început.
În timpul ciclului, în total se eliberează o moleculă cu 3 atomi de carbon, folosindu-se ATP și NADPH produse în faza de lumină. În două astfel de cicluri se formează 2 molecule cu 3 atomi de carbon care, combinându-se, se transformă în glucoză cu 6 atomi de carbon. Din glucoza formată, planta se foloseşte de aceasta pentru a produce substanță hrănitoare din amidon și pentru a produce ATP în timpul proceselor metabolice.

Se fac experimente pentru crearea fotosistemelor artificiale. În frunzele artificiale, reacțiile de lumină și cele de întuneric au loc în două recipiente separate. Reacțiile de lumină au loc într-un semiconductor nitrid, care, expus la lumină, descompune apa. Oxigenul este eliberat sub formă de bule de aer, iar protonii și - printr-un conductor - și electronii, trec în alt recipient unde au loc reacțiile de întuneric. Aici, cu ajutorul catalizatorului de metal, din dioxid de carbon și apă se formează acid formic. Sistemul face posibilă folosirea energiei luminii. În același timp, se creează posibilitatea reducerii cantității de dioxid de carbon din atmosferă, ceea ce ajută la scăderea efectului de seră şi a încălzirii globale.

Suplimente asociate

Celule animale şi vegetale, organite celulare

Celulele eucariote conțin un număr mare de organite celulare.

Circuitul oxigenului

Pe Pământ, oxigenul, element indispensabil majorității viețuitoarelor, se găsește într-un circuit continuu.

Clorofilă

Clorofila este un pigment fotosensibil, de culoare verde, ce se găseşte în plante; ea absoarbe energia luminoasă, fiind esențială în procesul de fotosinteză.

Efectul de seră

Activitatea umană constituie cauza intensificării efectului de seră care determină încălzirea globală.

Enzime

Enzimele sunt molecule proteice cu rol important în catalizarea reacțiilor biochimice. Activitatea acestora este reglabilă.

Poluarea aerului

Animația prezintă principalele surse de poluare a aerului: poluarea agricolă, idustrială și urbană.

Transport membranar

Animația explică transportul membranar activ și pasiv.

ADP, ATP

ATP-ul este principala sursă de energie a celulelor.

Alcătuirea frunzei

Animația prezintă principalele tipuri de frunze, precum și diferențele dintre frunzele monocotiledonatelor și ale dicotiledonatelor.

Amiba

Organism unicelular heterotrof, larg răspândit, a cărui formă se schimbă în mod continuu.

Circuitul carbonului

Carbonul intră în componența materiei organice în timpul procesului de fotosinteză, fiind eliberat în atmosferă în timpul respirației.

Despădurire

Despăduririle au un efect negativ asupra mediului înconjurător.

Floare

Animaţia prezintă structura unei flori tipice.

Nișă

În ecologie, termenul reprezintă ansamblul caracteristicilor ecologice care permit unei specii date să se integreze într-o biocenoză.

Organele vegetative ale plantelor

Aceste organe sunt vitale pentru supraviețuirea și dezvoltarea plantelor.

Oxigen (O₂) (nivel mediu)

Cel mai răspândit element de pe Pământ, indispensabil vieții.

Sămânţa şi germinaţia

Dicotiledonatele au două cotiledoane, iar monocotiledonatele au un singur cotiledon.

Soarele

Diametrul Soarelui este de 109 mai mare decât cel al Pământului. Masa sa este compusă în principal din hidrogen.

Tensiunea superficială

Tensiunea superficială este proprietatea lichidelor de a lua o formă cu suprafața cea mai mică posibilă.

Comparaţia plantelor monocotiledonate şi dicotiledonate

Angiospermele se împart în dicotiledonate și monocotiledonate.

Euglena verde

Eucariotă unicelulară care trăiește în apele dulci, hrănindu-se atât autotrof, cât și heterotrof.

Added to your cart.