La fase ligera de la fotosíntesis. Proceso de fotosíntesis: brevemente y comprensible para los niños.
La fotosíntesis es una combinación de los procesos de formación de energía ligera en la energía de los enlaces químicos de sustancias orgánicas con la participación de las sustancias de coloración fotosintética.
Este tipo de nutrición es característica de las plantas, procariotas y ciertos tipos de eucariotas de una sola célula.
Con síntesis natural, el carbono y el agua en la interacción con la luz se convierten en glucosa y oxígeno libre:
6CO2 + 6H2O + energía ligera → C6H12O6 + 6O2
La fisiología de la planta moderna bajo el concepto de fotosíntesis entiende una función fotométrófica, que es un conjunto de procesos de absorción, transformación y uso de la cantidad de energía luminosa en diferentes reacciones no reproductivas, incluida la conversión de dióxido de carbono a la orgánica.
Fase
Photosíntesis en plantas ocurre en las hojas a través de cloroplastos. - Orguennos semi-autónomos en dos granos relacionados con clase de clase. Con una forma plana de chapas, absorción de alta calidad y uso completo de energía ligera y dióxido de carbono. El agua necesaria para la síntesis natural proviene de las raíces a través del tejido del agua. El intercambio de gas se produce con la ayuda de la difusión a través del disstriano y en parte a través de la cutícula.
Los cloroplastos están llenos de estroma incoloro y se permean con láminas, que cuando están conectadas entre sí, forman thylacides. Está en ellos y se produce la fotosíntesis. Las cianobacterias son cloroplastos, por lo tanto, el aparato para la síntesis natural en ellos no se destaca en orgánolas separadas.
Photosíntesis procede con la participación de los pigmentos.que generalmente se sirven clorofila. Algunos organismos contienen otro pigmento: carotenoides o ficobilina. Prokaryotes tiene una bacterio-clorofila de pigmento, y estos organismos no excretan el oxígeno al final de la síntesis natural.
La fotosíntesis tiene lugar dos fases: luz y oscuridad. Cada uno de ellos se caracteriza por ciertas reacciones y sustancias interactivas. Considere un proceso de fase de lea más de la fotosíntesis.
Luz
La primera fase de la fotosíntesis. Se caracteriza por la formación de productos de alta energía que son ATP, fuente celular de energía y NADF, agente reductor. Al final de la etapa, el oxígeno se forma como un subproducto. La etapa de luz se produce necesariamente con la luz solar.
El proceso de fotosíntesis tiene lugar en las membranas tylacoides con la participación de portadores de electrones, ATP-Synthetase y clorofila (u otro pigmento).
El funcionamiento de las cadenas electroquímicas, según las cuales se produce la transmisión de electrones y los protones parcialmente hidrógeno, se forman en complejos complejos formados por pigmentos y enzimas.
Descripción del proceso de fase ligera:
- En caso de luz solar en las placas de hojas de organismos vegetales, se produce el electrón de la clorofila en la estructura de las placas;
- En el estado activo, las partículas salen de la molécula de pigmento y caen sobre el lado exterior del tilacido, se cobran negativamente. Esto sucede simultáneamente con la oxidación y la posterior restauración de las moléculas de clorofila, que seleccionan los siguientes electrones del agua entrados en las hojas;
- Luego hay una foto y para la formación de iones, que dan electrones y se convierten a los radicales OH que pueden participar en reacciones y en el futuro;
- Luego, estos radicales están conectados, formando moléculas de agua y oxígeno libre, entrando en la atmósfera;
- La membrana tilacoide adquiere una carga positiva debido al ion hidrógeno, y en el otro, negativo a expensas de los electrones;
- Con el logro de una diferencia de 200 mV entre los lados de la membrana, los protones pasan a través de la enzima ATP-Sintetasa, que conduce a la transformación del ADP en ATP (proceso de fosforilación);
- Con hidrógeno nuclear liberado del agua, el NADF + se restaura en NADF · H2;
Mientras que el oxígeno libre en el proceso de reacción ingresa a la atmósfera, ATP y NADF · H2 están involucrados en la fase oscura de la síntesis natural.
Norma
Componente obligatorio para esta etapa - dióxido de carbonoQué plantas se absorben constantemente del entorno externo a través del polvo en las hojas. Los procesos de la fase oscura se mantienen en el estroma de cloroplastos. Dado que en esta etapa no se requiere mucha energía solar y se obtendrá lo suficiente durante la fase de luz ATP y NADF · H2, las reacciones en los organismos pueden ocurrir durante el día, y por la noche. Los procesos en esta etapa ocurren más rápido que en el anterior.
La combinación de todos los procesos que se producen en la fase oscura se representa como una cadena peculiar de transformaciones de dióxido de carbono consecutivas recibidas del entorno externo:
- La primera reacción en tal cadena es la fijación del dióxido de carbono. La presencia de la enzima ribf carboxilasa contribuye al flujo rápido y liso de la reacción, lo que resulta en la formación de un compuesto hexagonal, desintegrándose en las moléculas de ácido 2 fosfoglicéricas;
- Luego, hay un ciclo bastante complejo, incluido otro número de reacciones, una vez finalizada cuya fosfoglicerina se convierte en azúcar natural: glucosa. Este proceso se llama Ciclo de Calvin;
Junto con azúcar, ácidos grasos, aminoácidos, glicerol y nucleótidos también están ocurriendo.
La esencia de la fotosíntesis
De la tabla de comparaciones de fases ligeras y oscuras de la síntesis natural, puede describir brevemente la esencia de cada uno de ellos. La fase ligera ocurre en marinas de cloroplasto con inclusión obligatoria en la reacción de la energía de la luz. En reacciones, tales componentes están involucrados como proteínas que transportan electrones, ATP Synthetase y clorofila, que, cuando interactúan con agua, forman oxígeno libre, ATP y NAPF · H2. Para la fase oscura que ocurre en el estroma de cloroplastos, la luz del sol no es obligatoria. El azúcar natural (glucosa) se formó en la última etapa de ATP y NAPF · H2 en la interacción con dióxido de carbono.
Como se puede ver desde lo anterior, la fotosíntesis aparece un fenómeno bastante complejo y de varios etapas, que incluye una pluralidad de reacciones en las que se involucran diferentes sustancias. Como resultado de la síntesis natural, se obtiene oxígeno, que es necesario para la respiración de los organismos vivos y protegerlos de la radiación ultravioleta por la formación de la capa de ozono.
Fotosíntesis - Síntesis de compuestos orgánicos de inorgánicos debido a la energía de la luz (HV). Ecuación total de la fotosíntesis:
6CO 2 + 6H 2 O → C 6 H 12 O 6 + 6O 2
La fotosíntesis procede con la participación de los pigmentos fotosintéticos con una propiedad única de la conversión de la luz solar en la energía química en forma de ATP. Los pigmentos fotosintéticos son sustancias similares a las proteínas. El más importante de ellos es una clorofila de pigmento. En Eucaryotes, los pigmentos fotosintéticos están incorporados en la membrana interna del plástico, en procariotas, en la membrana citoplásmica.
La estructura de cloroplast es muy similar a la estructura de las mitocondrias. En la membrana interna de los tilacoides, los granos contienen pigmentos fotosintéticos, así como las proteínas de la cadena de transferencia de electrones y la molécula de enzimas ATP-Sinteteta.
El proceso de fotosíntesis consta de dos fases: luz y oscuridad.
Fase ligera La fotosíntesis se realiza solo en la luz en la membrana tylacoide. En esta fase, la absorción de la cantidad de luz, la formación de la molécula ATP y la foto y el agua se absorben.
Bajo la acción del cuántico ligero (HV), la clorofila pierde electrones, pasando al estado excitado:
Chl → chl + e -
Estos electrones son transmitidos por portadores al exterior, es decir, Superficie de la membrana tylacoide que enfrenta la matriz, donde se acumulan.
Al mismo tiempo, dentro de Tylacoides, el agua es una foto del agua, es decir. Su descomposición bajo la acción de la luz.
2h 2 O → O 2 + 4H + + 4E -
Los electrones resultantes se transmiten por portadores a las moléculas de clorofila y los restauran: las moléculas de clorofila se devuelven a un estado estable.
Los protones de hidrógeno formados durante la fotolisis del agua se acumulan dentro del tilacoide, creando un H + -ReReVoire. Como resultado, la superficie interna de la membrana de tilacide se carga positivamente (debido a H +), y el exterior negativo (debido a E -). A medida que se acumulan en ambos lados de la membrana, las partículas cargadas opuestos, la diferencia potencial aumenta. Cuando se alcanza la cantidad crítica de diferencia potencial, la potencia del campo eléctrico comienza a empujar a los protones a través del canal ATP-Syntetase. La energía liberada se utiliza para las moléculas de fosforilación ADP:
Adf + f → atp
La formación de ATP en el proceso de fotosíntesis bajo la acción de la energía de la luz se llama fosfaelación fotográfica.
Los iones de hidrógeno, encontrados a nosotros mismos en la superficie exterior de la membrana tilacoide, se encuentran allí con electrones y forman hidrógeno atómico, que se une a una molécula-portadora de hidrógeno NADF (Nicotinyndaenindinucleotidfosfato):
2H + + 4E - + NADF + → NADF H 2
Por lo tanto, durante la fase ligera de la fotosíntesis, se producen tres procesos: la formación de oxígeno debido a la descomposición del agua, la síntesis de ATP, la formación de átomos de hidrógeno en forma de NADF H2. El oxígeno se difunde en la atmósfera, ATP y NADF H2 están involucrados en el proceso de la fase oscura.
Fase cuadrada La fotosíntesis fluye en la matriz de cloroplastos tanto en la luz como en la oscuridad y es una serie de conversión consecutiva CO 2 desde el aire en el ciclo de Calvin. Las reacciones de la fase oscura debido a la energía de ATP. Ciclo de CO 2 Ciclo de Calvin asociado con hidrógeno de NADF H2 para formar glucosa.
En el proceso de fotosíntesis, además de los monosacáridos (glucosa, etc.), los monómeros de otros compuestos orgánicos: los aminoácidos, la glicerina y los ácidos grasos se sintetizan. Por lo tanto, gracias a la fotosíntesis de la planta se proporcionan y todos viven en la tierra sustancias orgánicas necesarias y oxígeno.
La característica comparativa de la fotosíntesis y la respiración eucaryota se muestra en la tabla:
| Firmar | Fotosíntesis | Aliento |
|---|---|---|
| Ecuación de reacción | 6CO 2 + 6H 2 O + Energía ligera → C 6 H 12 O 6 + 6O 2 | C 6 H 12 O 6 + 6O 2 → 6H 2 O + Energía (ATP) |
| Sustancias de origen | Dióxido de carbono, agua. | |
| Productos de reacción | Sustancias orgánicas, oxígeno. | Dióxido de carbono, agua. |
| Significado en el ciclo de sustancias. | Síntesis de sustancias orgánicas de inorgánico. | Descomposición de sustancias orgánicas a inorgánica. |
| Torneando la energía | Transformación de energía ligera en la energía de los enlaces químicos de sustancias orgánicas. | Transformación de la energía de los enlaces químicos de sustancias orgánicas en la energía de los lazos macroeerígicos de ATP |
| Las etapas más importantes | Fase clara y oscura (incluido el ciclo de Calvin) | Oxidación incompleta (glicólisis) y oxidación completa (incluido el ciclo de Krebs) |
| Coloque el proceso de procedimiento | Cloroplasto | Hyaloplasma (oxidación incompleta) y mitocondria (oxidación completa) |
Más precisamente: el dióxido de carbono (CO 2) se une a la fase oscura.
Este proceso de múltiples etapas, en la naturaleza, hay dos formas principales: C 3-fotosíntesis y C 4-Possíntesis. La letra latina C denota el átomo de carbono, el número de átomos de carbono en el producto orgánico primario de la fase oscura de la fotosíntesis. Por lo tanto, en el caso de C 3, el producto primario se considera ácido fosfoglicerina de tres carbonos, indicado como FGK. En el caso de C 4, la primera materia orgánica con la unión del dióxido de carbono es el ácido oxaloacético de cuatro manos-carbono (oxaloacetato).
C 3-Possíntesis también se denomina ciclo de Calvin en honor al científico que lo ha estudiado. C 4 -photosíxico incluye un ciclo de Calvin, sin embargo, no solo consiste en él y se llama un ciclo de escotilla Sabra. En latitudes moderadas, las pruebas C 3 son comunes, en tropical - C 4.
Las reacciones oscuras del flujo de fotosíntesis en el estroma de cloroplasto.
ciclo de Calvin
La primera reacción del ciclo de Calvin es la carboxilación de la ribulosa-1,5-biofosfato (RDF). Carboxilación - Esta es la adición de molécula de CO 2, lo que resulta en un grupo carboxilo -cooh. El RDF es ribosa (azúcar de cinco carbonos), en los que los grupos de fosfato (ácido fosfórico formado por ácido fosfórico) se unen a los átomos de carbono terminal):
Fórmula química RDF
La reacción es catalizada por la enzima ribulosa-1,5-bifosfat-carboxilasa-oxigenasa ( RUBYSIAN). Puede catalizar no solo la unión del dióxido de carbono, sino también el oxígeno, ya que dice la palabra "oxigenasa" en su título. Si Rubisko cataliza la reacción de la adición de oxígeno al sustrato, entonces la fase oscura de la fotosíntesis ya no está en la trayectoria del ciclo de Calvin, sino en el camino photoquinoQue en principio es perjudicial para la planta.
La catálisis de CO 2 CO 2 a la Ribf ocurre en varios pasos. Como resultado, se forma un compuesto orgánico hexagonal inestable, que se desintegra inmediatamente en dos moléculas de tres carbonos. Ácido fosfoglicerólico (FGK).
Fórmula química de ácido fosfoglicerico
Además, FGK para varias reacciones enzimáticas que ocurren con la energía considerable de ATP y la fuerza reductora de NADF · H 2, se convierte en fosfoglicerina aldehído (FGA), también llamado triosofosfato.
La parte más pequeña de la FGA sale del ciclo de Calvin y se usa para sintetizar sustancias orgánicas más complejas, por ejemplo, glucosa. Ella, a su vez, se puede polimerizar al almidón. Otras sustancias (aminoácidos, ácidos grasos) se forman con la participación de varias sustancias de origen. Tales reacciones se observan no solo en las células vegetales. Por lo tanto, si consideramos la fotosíntesis como un fenómeno único de las células de la clorofila, termina con una síntesis de FGA, y no de glucosa.
La mayoría de las moléculas FGA permanecen en el ciclo de Calvin. Ocurren varias transformaciones con él, como resultado de lo que FGA se convierte en la ribf. También utiliza la energía ATP. Por lo tanto, el RDF se regenera para unir nuevas moléculas de dióxido de carbono.
Ciclo Hatch Slaka
Muchos hábitats vegetales son algo más complicados en muchas plantas. En el proceso de evolución, C 4-Possíntesis surgió como un método más eficiente de un dióxido de carbono vinculante, cuando la cantidad de oxígeno aumentó en la atmósfera, y Rubisko comenzó a gastar dinero en fotografía ineficaz.
C 4-PRUEBAS Hay dos tipos de células fotosintéticas. En los cloroplastos de las hojas de mesofila, la fase ligera de la fotosíntesis y parte de la oscuridad, a saber, la unión de CO 2 fosfoenolpywatom (FEP). Como resultado, se forma el ácido orgánico cuádruple. A continuación, este ácido se transporta a los cloroplastos de la jaula del haz conductor. Aquí, la molécula de CO 2 se escindió enzimáticamente, lo que entra en el ciclo de Calvin. Permanecer ácido de tres carbonos después de la descarboxilación - pivrogrado - Devuelve a las células de mesophyll, donde se convierte en FEP de nuevo.
Aunque el ciclo de la escotilla es más eficiente en la fase oscura de la fase oscura de la fotosíntesis, pero una enzima enzimática CO 2 y FPP es un catalizador más eficiente que Rubisco. Además, no reacciona con el oxígeno. Vehículos de CO 2 utilizando un ácido orgánico en células más profundas a las que la entrada de oxígeno es difícil conduce al hecho de que la concentración de dióxido de carbono aumenta aquí, y casi no se gasta en el oxígeno molecular de unión.
¿Cómo es la transformación de la luz solar en la luz y las fases oscuras de la fotosíntesis en la energía de los enlaces químicos de la glucosa? Responder explica la respuesta.
Respuesta
En la fase ligera de la fotosíntesis, la energía de la luz solar se convierte en la energía de los electrones excitados, y luego la energía de los electrones excitados se convierte en la energía de ATP y NADF-H2. En la fase oscura de la fotosíntesis, la energía de ATP y NADF-H2 se convierte en la energía de los enlaces químicos de la glucosa.
¿Qué pasa en la fase ligera de la fotosíntesis?
Respuesta
Los electrones de clorofila, excitados por la energía de la luz, van a través de cadenas de transporte de electrones, su energía se intensifica en ATP y NADF-H2. Hay una foto de agua, se libera oxígeno.
¿Qué procesos básicos ocurren en la fase oscura de la fotosíntesis?
Respuesta
Desde el dióxido de carbono obtenido de la atmósfera, y el hidrógeno obtenido en la fase ligera, debido a la energía de ATP obtenida en la fase ligera, se forma la glucosa.
¿Cuál es la función de la clorofila en la célula vegetal?
Respuesta
La clorofila está involucrada en el proceso de fotosíntesis: en la fase ligera, la clorofila absorbe la luz, el electrón de la clorofila recibe la energía de la luz, se quita y pasa por la cadena de electrocompletos.
¿Qué papel juegan los electrones de las moléculas de clorofila en la fotosíntesis?
Respuesta
Los electrones de clorofila, excitados por la luz solar, pasan a través de las cadenas de transporte de electrones y dan su energía a la formación de ATP y NADF-H2.
¿En qué etapa de la fotosíntesis se forma oxígeno libre?
Respuesta
En la fase ligera, durante los fotoles de agua.
¿Qué fase de la fotosíntesis es la síntesis de ATP?
Respuesta
Fase superior.
¿Qué sustancia es la fuente de oxígeno durante la fotosíntesis?
Respuesta
El agua (el oxígeno se libera durante la galería de fotos del agua).
La velocidad de la fotosíntesis depende de los factores limitantes (limitantes), entre los que se distingue la luz, la concentración de dióxido de carbono, la temperatura. ¿Por qué estos factores son limitantes para las reacciones de la fotosíntesis?
Respuesta
La luz es necesaria para la excitación de la clorofila, suministra energía para el proceso de fotosíntesis. Se necesita dióxido de carbono en la fase oscura de la fotosíntesis, la glucosa se sintetiza a partir de ella. El cambio de temperatura conduce a la desnaturalización de las enzimas, la reacción de la fotosíntesis se ralentiza.
¿En qué reacciones de intercambio en plantas, el dióxido de carbono es la sustancia de origen para la síntesis de carbohidratos?
Respuesta
En las reacciones de la fotosíntesis.
En las hojas de las plantas procede intensamente el proceso de fotosíntesis. ¿Ocurre en frutas maduras e inmaduras? Responder explica la respuesta.
Respuesta
La fotosíntesis se produce en partes verdes de las plantas en la luz. Así, la fotosíntesis se produce en la piel de las frutas verdes. Dentro de las frutas y en la piel de frutas maduras (no verdes), la fotosíntesis no ocurre.
Explicación de un material tan volumétrico, que es la fotosíntesis, es mejor gastar en dos lecciones emparejadas, entonces la integridad de la percepción del tema no se pierde. La lección debe comenzar con la historia del estudio de la fotosíntesis, la estructura de los cloroplastos y el trabajo de laboratorio en el estudio de cloroplastos de la hoja. Después de eso, es necesario ir al estudio de la luz y las fases oscuras de la fotosíntesis. Al explicar las reacciones que ocurren en estas fases, es necesario compilar un esquema común:
En el curso de la explicación es necesario dibujar. diagrama de fase ligera de fotosíntesis.
1. La absorción de un cuántico de luz de la molécula de clorofila, que se encuentra en las membranas tylacoides del Grand, conduce a una pérdida de un electrón y lo traduce en un estado excitado. Los electrones se transfieren de acuerdo con el circuito de tráfico de electrones, lo que conduce a la recuperación de NADF + a NADF N.
2. El lugar de los electrones liberados en las moléculas de clorofila ocupa electrones de moléculas de agua, por lo que el agua debajo de la acción de la luz está expuesta a la descomposición (galería de fotos). Los hidroxilos resultantes son radicales y se combinan en la reacción 4 de IT - → 2 H 2 O + O 2, lo que lleva a la liberación de oxígeno libre en la atmósfera.
3. Los iones de hidrógeno de H + no penetran a través de la membrana tylacoide y se acumulan en el interior, le están cargando positivamente, lo que conduce a un aumento en la diferencia en los potenciales eléctricos (RPP) en la membrana de tilacide.
4. Al llegar a un rap crítico, los protones corrieron por el canal de protones hacia afuera. Esta corriente de partículas cargadas positivamente se usa para obtener energía química utilizando un complejo de enzimas especiales. Las moléculas de ATP resultantes se están moviendo en estroma, donde están involucradas en las reacciones de fijación de carbono.
5. Los iones de hidrógeno liberados en la superficie de la membrana de tilacide están conectados a electrones, formando hidrógeno atómico, que va a restaurar el portador NADF +.
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Después de considerar este problema, después de analizarlo una vez más en el esquema compilado, ofrecemos a los estudiantes para completar la tabla.
Mesa. Reacciones de fases ligeras y oscuras fotosíntesis.
Después de llenar la primera parte de la tabla, puede ir al desastre. la fase oscura de la fotosíntesis..
En el estroma de cloroplast, hay pentosis constantemente presentados: carbohidratos que representan compuestos de cinco carbonos que se forman en el ciclo de calvina (ciclo de fijación de dióxido de carbono).
1. El pentoso se une a dióxido de carbono, se forma un compuesto hexagonal inestable, que se desintegra en dos moléculas de ácido 3-fosfogliceroles (FGK).
2. Las moléculas FGK se toman de ATP en un grupo de fosfato y enriquecidas con energía.
3. Cada uno de FGK se une a un átomo de hidrógeno de dos portadores, convirtiéndose en triosis. Triosis, combinando, forma glucosa, y luego almidón.
4. Las moléculas de triosis, combinan en diferentes combinaciones, forman pentosis y se incluyen nuevamente en el ciclo.
Reacción total de fotosíntesis:
Esquema. Proceso de fotointesis
Prueba
1. La fotosíntesis se realiza en OrganlaLah:
a) mitocondria;
b) ribosomas;
c) cloroplastos;
d) cromoplastos.
2. La clorofila de pigmento se concentra en:
a) la cáscara de cloroplasto;
b) estroma;
c) grans.
3. La clorofila absorbe la luz en el campo del espectro:
un rojo;
b) verde;
c) púrpura;
d) En toda la zona.
4. El oxígeno libre en la fotosíntesis se libera durante la división:
a) dióxido de carbono;
b) ATP;
c) nadf;
d) Agua.
5. El oxígeno libre se forma en:
a) la fase oscura;
b) Fase de luz.
6. En la fase ligera de la fotosíntesis ATP:
a) sintetizado;
b) Dividir.
7. En cloroplast, el carbohidrato primario se forma en:
a) fase ligera;
b) la fase oscura.
8. NADF en cloroplast es necesario:
1) como una trampa para electrones;
2) como enzima para la formación de almidón;
3) como parte integral de la membrana de cloroplasto;
4) Como enzima para el poliesis de la foto del agua.
9. Fotoliz de agua es:
1) la acumulación de agua bajo la acción de la luz;
2) disociación de agua a los iones bajo la acción de la luz;
3) la liberación de vapores de agua a través del polvo;
4) Inyección de agua en hojas bajo la acción de la luz.
10. Bajo la influencia de la luz de luz:
1) La clorofila se convierte en NADF;
2) El electrón sale de la molécula de clorofila;
3) El cloroplasto aumenta en volumen;
4) La clorofila se convierte en ATP.
LITERATURA
Bogdanova TP, Solodova E.A.Biología. Manual para estudiantes de secundaria e ingresar a universidades. - M.: LLC "AST-Press School", 2007.
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