A FOTOSZINTÉZIS 3 SZAKASZA ÉS JELLEMZŐI - BIOLÓGIA - 2025

A fotoszintézis szakaszai feloszthatók a növény által bejutott napfény mennyisége alapján. A fotoszintézis az a folyamat, amelyben a növények és algák táplálkoznak. Ez a folyamat a fény energiává történő átalakításából áll, amely a túléléshez szükséges.

Ellentétben az emberekkel, akiknek külső ágensekre, például állatokra vagy növényekre van szükségük a túléléshez, a növények fotoszintézissel képesek saját élelmeiket létrehozni. Ezt autotrofikus táplálkozásnak nevezik.

A fotoszintézis szó két szavaból áll: fénykép és szintézis. A fénykép a fény és a szintézis keverékét jelenti. Ezért ez a folyamat szó szerint ésszerűvé teszi a fényt. Azokat a szervezeteket, amelyek képesek anyagok szintetizálására élelmiszerek előállítására, valamint növényeket, algákat és néhány baktériumot, autotrofoknak hívnak.

A fotoszintézishez fény, szén-dioxid és víz szükséges. A levegőből származó széndioxid belép a pórusokon keresztül a növény leveleibe. Másrészt a vizet a gyökerek abszorbeálják, és addig mozognak, amíg el nem éri a leveleket, és a fényt elnyelik a levelek pigmentei.

Ezekben a fázisokban a fotoszintézis elemei, a víz és a szén-dioxid, belépnek a növénybe, és a fotoszintézis termékei, az oxigén és a cukor elhagyják a növényt.

A fotoszintézis fázisai / stádiumai

Először, a fény energiáját a klorofillben található fehérjék veszik fel. A klorofill egy pigment, amely jelen van a zöld növények szöveteiben; A fotoszintézis általában a levelekben, különösen a mezofill nevű szövetben fordul elő.

A mezofil szövet minden sejtje kloroplasztoknak nevezett szervezeteket tartalmaz. Ezeket az organizmusokat fotoszintézis végrehajtására tervezték. A klorofilltartalmú tilakoidoknak nevezett szerkezeteket mindegyik kloroplasztba csoportosítják.

Ez a pigment elnyeli a fényt, ezért elsősorban a növény és a fény közötti első kölcsönhatásért felelős.

A levelekben vannak kis pórusok, úgynevezett sztóma. Feladataik, hogy lehetővé tegyék a szén-dioxid elterjedését a mezofil szövetben és az oxigén eljutását a légkörbe. Így a fotoszintézis két szakaszban zajlik: a fényfázis és a sötét fázis.

- Könnyű fázis

Világos és sötét fázis. Maulucioni, a Wikimedia Commonsból

Ezek a reakciók csak akkor fordulnak elő, ha fény van jelen, és a kloroplaszták tiroid membránjában fordulnak elő. Ebben a fázisban a napfényből származó energia kémiai energiává alakul. Ezt az energiát hasonlóan benzinhez fogják felhasználni, hogy össze tudják állítani a glükózmolekulákat.

A kémiai energiává történő átalakulás két kémiai vegyületen keresztül történik: az ATP-en, vagy az energiát tároló molekulán keresztül, és a NADPH-n keresztül, amely redukált elektronokat hordoz. Ez a folyamat során változtatja meg a vízmolekulákat a környezetben található oxigénré.

A napenergiát kémiai energiává alakítják egy olyan fehérjekomplexben, amelyet fotorendszernek hívnak. Két fényrendszer található, mindkettő megtalálható a kloroplasztban. Mindegyik fotórendszer több fehérjével rendelkezik, amelyek molekulák és pigmentek keverékét tartalmazzák, például klorofill és karotinoidok, így a napfény felszívódása lehetséges.

A fotoszisztémák pigmentei viszont hordozó eszközként szolgálnak az energia továbbítására, mivel a reakcióközpontokba mozgatják. Amikor a fény vonzza a pigmentet, akkor az energiát továbbítja a közeli pigmentekhez. Ez a közeli pigment továbbadhatja ezt az energiát más közeli pigmentekhez is, és a folyamatot egymás után megismételjük.

Ezek a fényfázisok a II. Fényrendszerben kezdődnek. Itt a könnyű energiát a víz megosztására használják.

Ez a folyamat elektronokat, hidrogént és oxigént szabadít fel, az energiával töltött elektronokat az I. fényrendszerbe szállítják, ahol az ATP felszabadul. Az oxigén fotoszintézis során az első donor elektron a víz, a keletkező oxigén pedig hulladék lesz. Az anoxigén fotoszintézisben számos donor elektronot használnak.

A könnyű fázisban a fényenergiát az ATP és a NADPH kémiai molekulái átmenetileg elfogják és tárolják. Az ATP lebontásra kerül, hogy energiát szabadítson fel, és a NADPH adományozza elektronjait, hogy a szén-dioxid molekulákat cukrokká alakítsák.

- Sötét fázis

Sötét fázisban a légkörtől származó széndioxidot elfogják, és módosítani kell, amikor hidrogént adnak a reakcióhoz.

Így ez a keverék szénhidrátokat képez, amelyeket a növény táplálékként fog felhasználni. Sötét fázisnak nevezzük, mert a fénynek közvetlenül nem szükséges ahhoz, hogy megtörténjen. De annak ellenére, hogy a reakciókhoz nem szükséges fény, ehhez a folyamathoz a fényfázisban létrehozott ATP és NADPH szükséges.

Ez a fázis a kloroplasztok sztrómájában fordul elő. A széndioxid belép a levelek belsejébe a kloroplaszt stromatáján keresztül. A szénatomokat cukrok előállításához használják. Ezt az eljárást az előző reakcióban képződött ATP és NADPH segítségével hajtjuk végre.

Sötét fázisú reakciók

Először egy szén-dioxid molekulát egyesítünk egy RuBP nevű szén receptor molekulával, így instabil 6 szén vegyületet kapunk.

Azonnal ez a vegyület két szénmolekulára van felosztva, amelyek energiát vesznek az ATP-ből, és két molekulát termelnek, az úgynevezett BPGA-t.

Ezután a NADPH-ból egy elektronot egyesítik a BPGA-molekulákkal, hogy két G3P-molekulát képezzenek.

Ezeket a G3P molekulákat glükóz előállítására használják. Egyes G3P molekulákat RuBP feltöltésére és helyreállítására is használnak, amelyek a ciklus folytatódásához szükségesek.

A fotoszintézis fontossága

A fotoszintézis fontos, mivel növényi élelmet és oxigént termel. Fotoszintézis nélkül nem lenne lehetséges sok gyümölcs és zöldség fogyasztása, amelyek az emberi étrendhez szükségesek. Számos ember által fogyasztott állat nem tudott túlélni növények táplálása nélkül.

Másrészről, a növények által termelt oxigén szükséges a Föld minden életének, ideértve az embereket is, a túléléshez. A fotoszintézis felelős az is, hogy a légkörben levő oxigén- és szén-dioxid szintje stabil maradjon. Fotoszintézis nélkül a földi élet nem lenne lehetséges.

Irodalom

1. Nyissa meg a Stax alkalmazást. A fotoszintézis áttekintése. (2012). Rice University. Helyreállítva: cnx.org.
2. Farabee, MJ. Fotoszintézis. (2007). Estrella Mountain KözösségiKollégium. Helyreállítva: 2.estrellamountain.edu.
3. "Fotoszintézis" (2007). McGraw Hill Tudományos és Technológiai Enciklopédia, 10. kiadás 13. kötet visszaállítva: en.wikipedia.org.
4. Bevezetés a fotoszintézisbe. (2016). Khan Akadémia. Helyreállítva: khanacademy.org.
5. "A fényfüggő reakciók folyamata" (2016). BoundlessBiology. Helyreállítva: piirless.com.
6. Berg, J. M., Tymoczko, JL és Stryer, L. (2002). "Tartozékpótlások az öngyógyászati ​​reakcióközpontok számára" Biokémia. Helyreállítva: ncbi.nlm.nih.gov.
7. Koning, RE (1994) "Calvin Cycle". Helyreállítva: plantphys.info.
8. Fotoszintézis növényekben. PhotosynthesisEducation. Helyreállítva: photosynthesiseducation.com.
9. "Mi történne, ha nem lenne fotoszintézis?" Kaliforniai Egyetem, Santa Barbara. Helyreállítva: scienceline.ucsb.edu.