Koncept fotosyntézy, kde a co se děje ve světlé fázi fotosyntézy

Fotosyntéza je soubor procesů tvorby světelné energie v energii chemických vazeb organických látek za účasti fotosyntetických barviv.

Tento druh potravy je charakteristický pro rostliny, prokaryoty a určité druhy jednobuněčných eukaryot.

V přirozené syntéze uhlík a voda interagují se světlem na glukózu a volný kyslík:

6CO2 + 6H2O + světelná energie → C6H12O6 + 6O2

Moderní fyziologie rostlin rozumí pod pojmem fotoautotrofní funkci fotosyntézy, což je kombinace absorpčních procesů, transformace a použití světelné energie kvant nonspontaneous v různých reakcích, včetně oxidu uhličitého konverze do organického materiálu.

Fáze

Chloroplasty jsou naplněny bezbarvou stromou a jsou pronikány lamelami, které při vzájemné kombinaci tvoří tylakoidy. Právě v nich probíhá fotosyntéza. Samotné cyanobakterie jsou chloroplasty, takže zařízení pro přirozenou syntézu v nich není izolováno v samostatné organelle.

Světlo

První fáze fotosyntézy charakterizované tvorbou vysoce energetických produktů, které jsou ATP, buněčný zdroj energie a NADP, redukční činidlo. Na konci etapy se vytvoří kyslík jako vedlejší produkt. Světlá scéna je nezbytně slunečním světlem.

Proces fotosyntézy proudí do thylakoidních membrán s účastí elektronového nosných proteinů, ATP-syntetázy a chlorofylu (nebo jiná barviva).

Fungování elektrochemických řetězců, přes které jsou přenášeny elektrony a částečně vodíkové protony, se vytváří v komplexních komplexech vytvořených pigmenty a enzymy.

Popis procesu lehké fáze:

1. Když sluneční světlo narazí na listové desky rostlinných organismů, chlorofylové elektrony jsou vzrušeny v deskové struktuře;
2. V aktivním stavu částice opouštějí molekulu pigmentu a vstupují na vnější stranu tylakoidu, který je negativně nabitý. K tomu dochází současně s oxidací a následnou redukcí molekul chlorofylu, které vybírají další elektrony z vody, která vstoupila do listů;
3. Poté fotolýza vody probíhá vytvářením iontů, které vyzařují elektrony a přeměňují se na OH-radikály, schopné se účastnit reakcí v budoucnu;
4. Pak se tyto radikály skládají do molekul vody a volného kyslíku, které se uvolňují do atmosféry;
5. Tylakoidová membrána na jedné straně získává kladný náboj vlivem iontů vodíku a na druhé straně negativní náboj způsobený elektrony;
6. S dosažením 200 mV rozdíl mezi stranách membrány protony procházejí enzym ATP syntázy, vedoucí k přeměně ADP na ATP (fosforylace proces);
7. Při uvolňování atomového vodíku z vody se NADP + získává v NADP · H2;

Zatímco volný kyslík během reakce opouští atmosféru, ATP a NADP · H2 se účastní temné fáze přirozené syntézy.

Tmavý

Povinnou složkou pro tuto fázi je oxid uhličitý, které rostliny neustále absorbují z vnějšího prostředí skrze stomata v listech. Procesy tmavé fáze procházejí stromami chloroplastu. Vzhledem k tomu, že v této fázi nevyžaduje spoustu sluneční energie a že bude dostatek ATP a NADP · H2, které se získají během světelné fáze, reakce v organismech se mohou objevit jak ve dne, tak v noci. Procesy v tomto stadiu jsou rychlejší než předchozí.

Souhrn všech procesů vyskytujících se v tmavé fázi je reprezentován formou nějakého řetězce následných transformací oxidu uhličitého, které pocházejí z vnějšího prostředí:

1. První reakcí v takovém řetězci je fixace oxidu uhličitého. Dostupnost RiBF karboxylázy enzym podporuje rychlé a plynulé reakce, vede k tvorbě šesti uhlíkových sloučenin, který se rozkládá ve 2 molekuly kyseliny phosphoglyceric;
2. Poté se uskuteční poměrně složitý cyklus včetně určitého počtu reakcí, po kterém se kyselina fosfoglycerová převede na přírodní cukr - glukózu. Tento proces se nazývá Calvinův cyklus;

Spolu s cukrem se tvoří také mastné kyseliny, aminokyseliny, glycerol a nukleotidy.

Podstata fotosyntézy

Ze srovnávací tabulky lehkých a tmavých fází přirozené syntézy můžeme stručně popsat podstatu každého z nich. Světlá fáze se vyskytuje u zrnek chloroplastu s povinným zahrnutím světelné energie do reakce. V reakcích zahrnujících složky, jako jsou proteiny, nesoucí elektronů, ATP-syntetázy a chlorofylu, které při styku s vodou za vzniku volný kyslík, ATP a NADP · H2. Pro tmavou fázi, která se vyskytuje ve stromu chloroplastu, sluneční světlo není povinné. ATP a NADP · H2 získané v posledním stupni interagují s oxidem uhličitým za vzniku přírodního cukru (glukózy).

Jak je patrné z výše uvedeného, ​​fotosyntéza se jeví jako poměrně složitý a vícestupňový jev zahrnující mnoho reakcí, při nichž se jedná o různé látky. Výsledkem přirozené syntézy je získání kyslíku, který je nezbytný pro dýchání živých organismů a jejich ochranu před ultrafialovým zářením prostřednictvím tvorby ozonové vrstvy.