چگونه و فرایند فتوسنتز در گیاهان کجاست؟ فازهای نور فتوسنتز نور نور تاریک.

با استفاده از انرژی نور یا بدون آن. این ویژگی گیاهان است. سپس ما را در نظر بگیریم که فاز تاریک و نور فتوسنتز چیست؟

عمومی

اندام فتوسنتز در گیاهان بالاتر یک ورق است. کلروپلاست ها به عنوان ارگانوئیدها هستند. در غشاهای تیلاکوئیدهای آنها، رنگدانه های فتوسنتزی وجود دارد. آنها کاروتنوئید ها و کلروفیل ها هستند. دومی در چندین گونه وجود دارد (A، C، B، D). اصلی اصلی به عنوان کلروفیل در نظر گرفته شده است. در مولکول آن، پورفیرین "سر" با یک اتم منیزیم واقع در مرکز، و همچنین "دم" فیتولون منتشر می شود. اولین عنصر به عنوان یک ساختار صاف نمایش داده می شود. سر هیدروفیلی است، بنابراین در بخشی از غشایی قرار دارد که به محیط آبزی هدایت می شود. فیتولون "دم" هیدروفوب است. با توجه به این، مولکول کلروفیل را در غشا نگه می دارد. کلروفیل ها توسط نور آبی بنفش و قرمز جذب می شوند. آنها همچنین سبز را منعکس می کنند، زیرا گیاهان مشخصه ای از رنگ آنها هستند. در غشاهای پیلوکتوتوئید، مولکول کلروفیل در سیستم های فتوسنتز سازماندهی شده است. برای جلبک های Syneselen و گیاهان توسط سیستم های 1 مشخص می شود. فتوسنتز باکتری ها تنها اولین بار است. سیستم دوم می تواند H 2 O را تجزیه کند، جداسازی اکسیژن.

فتوسنتز فاز نور

فرآیندهای رخ داده در گیاهان با پیچیدگی و چند مرحله ای متمایز می شوند. به طور خاص، دو گروه واکنش متمایز هستند. آنها فاز INAMIC و نور فتوسنتز هستند. دومی با مشارکت آنزیم ATP، پروتئین های حمل الکترون ها و کلروفیل رخ می دهد. فاز نور فتوسنتز در غشاهای tilactoid رخ می دهد. الکترون های کلروفیل هیجان زده هستند و مولکول را ترک می کنند. پس از آن، آنها بر روی سطح بیرونی غشای پیلوکتوتوئید سقوط می کنند. او، به نوبه خود، شارژ منفی است. پس از اکسیداسیون، بازسازی مولکول های کلروفیل آغاز می شود. آنها الکترونها را در آب انتخاب می کنند که در فضای داخل مغزی وجود دارد. بنابراین، فاز نور فتوسنتز در طول فروپاشی (فوتولیدیوم) در غشاء ادامه می یابد: H 2 O + Q Light → H + + این است

یون های هیدروکسیل به رادیکال های واکنشی تبدیل می شوند و الکترون ها را به آنها می دهد:

او - → .On + E -

او-رادیکال ها ترکیب می شوند و اکسیژن و آب آزاد را تشکیل می دهند:

4 اما → 2n 2 o + o 2.

در عین حال، اکسیژن به محیط اطراف (بیرونی) منتقل می شود و انباشت پروتون ها در یک "مخزن خاص" در داخل تیلاکتوئید انباشته می شود. به عنوان یک نتیجه، جایی که فاز نور فتوسنتز جریان دارد، غشای پیلوکتوتوئید به علت N + در یک طرف، یک بار مثبت دریافت می کند. در عین حال، به هزینه الکترون ها، آن را به طور منفی هزینه می کند.

فسفلت ADF.

جایی که فاز نور فتوسنتز جریان دارد، تفاوت بالقوه بین سطوح داخلی و بیرونی غشا وجود دارد. هنگامی که به 200 مگاوات می رسد، پروتئین از طریق کانال های ATP Synthetase فشار می آورد. بنابراین فاز نور فتوسنتز در غشاء در طول فسفوریلاسیون ADF به ATP رخ می دهد. در عین حال، هیدروژن اتمی به ترمیم یک حامل خاص NicotNADF + به NAPF.N2 هدایت می شود:

2N + + 2E - + NADF → NADF.N 2

فاز نور فتوسنتز، بنابراین، شامل یک فوتولز آب است. این، به نوبه خود، همراه با سه واکنش مهم است:

1. سنتز ATP
2. آموزش NADF.N 2.
3. تشکیل اکسیژن.

فاز نور فتوسنتز همراه با انتشار آن به اتمسفر همراه است. NADF.N2 و ATP در استروموم کلرپلاست حرکت می کنند. این فاز نور فتوسنتز کامل شده است.

گروه دیگری از واکنش ها

برای فاز تاریک فتوسنتز، انرژی نور مورد نیاز نیست. این در استروما کلروپلاست می رود. واکنش ها به عنوان زنجیره ای از تحولات مداوم از دی اکسید کربن هوا نشان داده شده است. در نتیجه، گلوکز و سایر مواد آلی تشکیل می شود. اولین واکنش ثابت است. به عنوان یک دی اکسید کربن پذیرنده، ریبولوزوبوبسفات (شکر پنج کربن) ریبف انجام می شود. کاتالیزور در واکنش، کربوکسیلاز ریبولوزوب فیسفات (آنزیم) است. به عنوان یک نتیجه از کربوکسیلاسیون، RIBF با یک اتصال ناپایدار شش منحنی تشکیل شده است. این عملا فورا به دو مولکول FGK (فسفوگرافیلیک اسید) تقسیم می شود. پس از آن، یک چرخه واکنش وجود دارد، جایی که آن را از طریق چندین محصول متوسط \u200b\u200bبه گلوکز تبدیل می شود. آنها از انرژی NADF.N 2 و ATP استفاده می کنند که زمانی که فاز نور فتوسنتز پوشش داده شد، تبدیل شد. چرخه این واکنش ها به عنوان چرخه کالوین شناخته می شود. این را می توان به صورت زیر نشان داد:

6SO 2 + 24H + + + ATP → C 6H 12 ° 6 + 6n 2

علاوه بر گلوکز، در طی فتوسنتز، سایر ترکیبات آلی (پیچیده) تشکیل می شود. اینها، به طور خاص، اسیدهای چرب، گلیسیرین، اسیدهای آمینه نوکلئوتید هستند.

واکنش های C3

آنها نوع فتوسنتز را نشان می دهند که در آن ترکیبات سه کربن به عنوان اولین محصول تشکیل می شوند. این در بالا به عنوان یک چرخه کالوین توضیح داده شده است. به عنوان ویژگی های مشخصه C3-Photosynthesis عبارتند از:

1. RIBF یک پذیرنده برای دی اکسید کربن است.
2. واکنش کربوکسیلاسیون کاتک کربوکسیلاز RIBF را کاتالیز می کند.
3. یک ماده شش ضلعی تشکیل شده است، که پس از آن در 2 FGK تجزیه می شود.

اسید فسفوگلیسیرین به TF (triosophosphates) بازگردانده می شود. برخی از آنها به بازسازی ریبلوسووبفسفات هدایت می شوند و بقیه به گلوکز تبدیل می شوند.

واکنش های C4

برای این نوع فتوسنتز، ظاهر ترکیبات چهارگانه به عنوان اولین محصول مشخص است. در سال 1965، مشخص شد که مواد C4 در برخی از گیاهان ظاهر می شوند. به عنوان مثال، آن را برای ارزن، سورگوم، قارچ قند، ذرت یافت شد. این فرهنگ ها شروع به مراجعه به گیاهان C4 کردند. در زیر، 1966، Slek و Hatch (دانشمندان استرالیا) نشان داد که تقریبا به طور کامل عکاسی وجود ندارد. همچنین مشخص شد که چنین گیاهان C4 بسیار موثر تر از جذب دی اکسید کربن انجام می شود. در نتیجه، مسیر تحول کربن در چنین فرهنگ هایی شروع به نام Salca دانشکده بود.

نتیجه

مقدار فتوسنتز بسیار بزرگ است. با تشکر از او، گاز دی اکسید کربن سالانه از اتمسفر (میلیاردها تن تن) جذب می شود. در عوض، آن را بدون اکسیژن کمتر متمایز می شود. فتوسنتز به عنوان منبع اصلی تشکیل ترکیبات آلی عمل می کند. اکسیژن در تشکیل لایه اوزون دخیل است و حفاظت از موجودات زنده را از اثرات تابش اشعه ماوراء بنفش کوتاه می کند. در فرایند فتوسنتز، ورق تنها 1٪ از کل انرژی نور را که بر روی آن قرار دارد جذب می کند. بهره وری آن در عرض 1 گرم ترکیب آلی در هر کیلوگرم است. سطح M در ساعت.

فتوسنتز شامل دو فاز است - نور و تاریکی.

در فاز نور، نور کوانتومی نور (فوتون ها) با مولکول های کلروفیل ارتباط برقرار می کند، زیرا این مولکول ها در زمان بسیار کوتاهی در یک انرژی غنی تر، "هیجان انگیز" "حرکت می کنند. سپس انرژی بیش از حد بخشی از مولکول های هیجان زده به گرما تبدیل می شود یا به عنوان نور منتشر می شود. بخش دیگری از آن توسط یون های هیدروژن منتقل می شود، همیشه به دلیل جداسازی آب در یک محلول آبی موجود است. اتم های هیدروژن تشکیل شده با مولکول های آلی شکننده هستند - حامل های هیدروژن. یون های هیدروکسید "الکترونهای خود را به مولکول های دیگر می دهند و به رادیکال های آزاد تبدیل می شوند. او با یکدیگر ارتباط برقرار می کند، در نتیجه آب و اکسیژن مولکولی:

4one \u003d O2 + 2N2O بنابراین منبع اکسیژن مولکولی، که در طی فتوسنتز تولید می شود و به اتمسفر تولید می شود، تجزیه کننده فوتولیت - تجزیه آب تحت تاثیر نور است. علاوه بر فوتولیز آب، انرژی تابش خورشیدی در فاز نور برای سنتز ATP و ADP و فسفات بدون مشارکت اکسیژن استفاده می شود. این یک فرآیند بسیار موثر است: در کلروپلاست ها 30 بار دیگر ATPS تشکیل شده است، نسبت به میتوکندری گیاهان مشابه که اکسیژن را تشکیل می دهند. به این ترتیب، انرژی مورد نیاز برای فرایندها در فاز تاریک فتوسنتز انباشته شده است.

در مجموعه ای از واکنش های شیمیایی فاز تاریک، برای جریان آن نور مورد نیاز نیست، محل اصلی اتصال CO2 است. در این واکنش ها، مولکول های ATP در طول فاز نور تولید می شوند و اتم های هیدروژن در طی فوتولیز آب تشکیل شده و همراه با مولکول های حامل تشکیل شده اند:

6SO2 + 24N - »C6H12O6 + 6NEO

بنابراین انرژی نور خورشید به انرژی اوراق قرضه شیمیایی ترکیبات آلی پیچیده تبدیل می شود.

87. ارزش فتوسنتز برای گیاهان و برای سیاره.

فتوسنتز منبع اصلی انرژی بیولوژیکی است، autotrophs فتوسنتزی از آن برای سنتز مواد آلی از معلومی استفاده می شود، به علت انرژی ذخیره شده توسط autotrophs در قالب اوراق قرضه شیمیایی، آن را در فرایندهای تنفسی و تخمیر منتشر می کند. انرژی به دست آمده توسط بشریت در طول احتراق سوخت های فسیلی (ذغال سنگ، نفت، گاز طبیعی، ذغال سنگ نارس) نیز در فرایند فتوسنتز ذخیره می شود.

فتوسنتز ورودی اصلی کربن معدنی به چرخه بیولوژیکی است. تمام فضای اکسیژن آزاد - منشا بیوژنیک و یک محصول جانبی از فتوسنتز است. شکل گیری یک فضای اکسیداتیو (فاجعه اکسیژن) به طور کامل حالت سطح زمین را تغییر داد، ممکن است تنفس را به نظر برساند، و در آینده پس از تشکیل لایه اوزون، امکان رسیدن به زمین را فراهم کرد. فرآیند فتوسنتز اساس تغذیه تمام موجودات زنده است و همچنین بشریت را با سوخت (چوب، زغال سنگ، روغن)، الیاف (سلولز) و ترکیبات شیمیایی مفید بی شماری تامین می کند. از دی اکسید کربن و آب متصل شده از هوا در طی فتوسنتز، حدود 90-95٪ از وزن خشک برداشت تشکیل شده است. 5-10٪ باقی مانده در نمک های معدنی و نیتروژن حاصل از خاک حاصل می شود.

یک فرد از حدود 7 درصد از محصولات فتوسنتز در مواد غذایی استفاده می کند، به عنوان خوراک حیوانات و به شکل سوخت و مصالح ساختمانی.

فتوسنتز، که یکی از رایج ترین فرآیندهای زمین است، چرخه طبیعی کربن، اکسیژن و سایر عناصر را تعیین می کند و پایه مواد و انرژی زندگی را در سیاره ما تضمین می کند. فتوسنتز تنها منبع اکسیژن اتمسفر است.

فتوسنتز یکی از رایج ترین فرآیندهای زمین است، باعث گردش خون در ماهیت کربن، O2 و سایر عناصر می شود. این مواد مواد و انرژی را از همه چیز زنده بر روی سیاره تشکیل می دهد. هر سال، به عنوان یک نتیجه از فتوسنتز، حدود 8 1010 تن کربن به شکل یک ماده آلی، تا 1011 تن سلولز تشکیل شده است. با تشکر از فتوسنتز گیاهان سوشی حدود 1.8 1011 تن زیست توده خشک در سال؛ تقریبا همان مقدار زیست توده گیاهان سالانه در اقیانوس جهان تشکیل شده است. جنگل های بارانی تا 29٪ به محصولات کلی فتوسنتز زمین به ارمغان می آورد و سهم جنگل های همه نوع 68٪ است. فتوسنتز گیاهان و جلبک های بالاتر تنها منبع O2 اتمسفر است. ظهور بر روی زمین حدود 2.8 میلیارد سال پیش است، مکانیسم اکسیداسیون آب با تشکیل O2 مهمترین رویداد در تکامل بیولوژیکی است که نور خورشید را از طریق منبع اصلی ایجاد کرد - انرژی آزاد بیوسفر و آب یک منبع عمدتا نامحدود هیدروژن برای سنتز مواد موجود در موجودات زنده است. در نتیجه، فضای ترکیب مدرن شکل گرفت، O2 برای اکسیداسیون مواد غذایی قابل دسترسی بود، و این منجر به وقوع ارگانیسم های هتروتروفی بسیار سازمان یافته شد (به عنوان یک ماده آلی خارجی به عنوان یک منبع کربن استفاده می شود). سهام کلی انرژی تابش خورشیدی در قالب محصولات فتوسنتز حدود 1.6،1021 کیلوگرم در سال است که حدود 10 برابر بیشتر از مصرف انرژی مدرن بشریت است. تقریبا نیمی از انرژی های تابش خورشیدی برای محدوده قابل ملاحظه ای از طیف قابل مشاهده (طول موج L از 400 تا 700 نانومتر)، که برای فتوسنتز (اشعه فیزیولوژیک فعال یا چراغهای جلو) استفاده می شود. اشعه IR برای فتوسنتز ارگانیسم های اکسیژن (گیاهان بالاتر و جلبک) مناسب نیست، اما بعضی از باکتری های فتوسنتزی استفاده می شود.

افتتاح فرآیند شیمی درمانی S.N. Vinogradsky. مشخصات فرایند

Chemosynthesis فرآیند سنتز کردن از مواد آلی دی اکسید کربن است که به دلیل انرژی جدا شده در طی اکسیداسیون آمونیاک، سولفید هیدروژن و سایر مواد شیمیایی در طول زندگی میکروارگانیسم ها رخ می دهد. Chemosynthesis همچنین نام دیگری دارد - ChemolyteaVotrophy. افتتاح chemosynthesis S. n. vinogradovsky در سال 1887، ریشه تغییرات علم نوع متابولیسم را تغییر داد، که ارگانیسم های اصلی هستند. Chemosynthesis برای بسیاری از میکروارگانیسم ها تنها نوع غذا است، زیرا آنها قادر به جذب دی اکسید کربن به عنوان تنها منبع کربن هستند. بر خلاف فتوسنتز در chemosynthesis، انرژی ای که به عنوان یک نتیجه از واکنش های واکنش اکسیداتیو شکل می گیرد به جای انرژی نور مورد استفاده قرار می گیرد.

این انرژی باید برای سنتز اسید آدنوسی فسفریک (ATP) کافی باشد، و تعداد آن باید بیش از 10 کیلو کالری / مول باشد. برخی از مواد اکسید شده الکترون های خود را به زنجیره ای در سطح سیتوکروم تبدیل می کنند و بنابراین برای مصرف انرژی اضافی مصرف انرژی اضافی ایجاد می شود. با استفاده از chemosynthesis، بیوسنتز ترکیبات ارگانیک به علت جذب نوآورانه دی اکسید کربن رخ می دهد، یعنی همانند فتوسنتز. به عنوان یک نتیجه از انتقال الکترون ها توسط زنجیره ای از آنزیم های تنفسی باکتری ها، که در غشای سلولی ساخته می شوند، انرژی به شکل ATP به دست می آید. با توجه به مصرف انرژی بسیار زیاد، تمام باکتری های شیمیایی شیمیایی، به جز هیدروژن، بیوماس بسیار کمی را تشکیل می دهند، اما در عین حال مقدار زیادی از مواد معدنی را اکسید می کنند. باکتری های هیدروژن توسط دانشمندان برای به دست آوردن پروتئین و تصفیه جو از دی اکسید کربن استفاده می شود، این امر به ویژه در سیستم های زیست محیطی بسته ضروری است. تنوع زیادی از باکتری های شیمیایی شیمیایی وجود دارد، اکثر آنها به Pseudomonads مربوط می شوند، آنها همچنین در میان فیلیمان ها و باکتری های اتصال، لپتوسپیر، اسپیریل و کورینباکتری ها یافت می شوند.

نمونه هایی از استفاده از prokaryotm chemosynthesis.

ماهیت شیمی درمانی (فرآیند باز شده توسط سرگئی نیکولایویچ وینوگرادسکی)، تولید انرژی توسط ارگانیسم توسط ارگانیسم واکنش های اکسیداسیون انجام شده توسط این ارگانیزم خود را با مواد ساده (غیر آلی) است. نمونه هایی از این واکنش ها ممکن است یک اکسیداسیون آمونیوم به نیتریت یا آهن دوگانه به یک سولفید هیدروژن به سولفور و گروه های پروکاریوتی مانند خاص (باکتری ها در معنای گسترده کلمه) باشد (باکتری ها در یک وسیع بودن حس کلمه) با توجه به chemosynthesis، در حال حاضر تنها اکوسیستم های برخی از هیدروترمال ها (مکان های پایین اقیانوس وجود دارد، جایی که عملکرد آب های زیرزمینی گرم، غنی از مواد بازسازی شده - هیدروژن، سولفید هیدروژن، سولفید آهن و غیره) وجود دارد، و همچنین بسیار ساده، تنها متشکل از باکتری ها، اکوسیستم ها در عمق های بزرگ در رینگ سنگ ها در زمین کشف شد.

باکتری ها - Chemosynthetics، از بین بردن سنگ، تصفیه فاضلاب، شرکت در تشکیل مواد معدنی.

موضوع 3 مرحله فتوسنتز

بخش 3 فتوسنتز

1. فتوسنتز فاز نور

فسفوریلاسیون 2.Photosynthetic

3. قرار دادن CO 2 در فتوسنتز

4. Tripping

ماهیت فاز نور فتوسنتز، جذب انرژی تابشی و تحول آن به نیروی جذب کننده (ATP و NADF-H) است که لازم است برای بازگرداندن کربن در واکنش های تاریک. پیچیدگی تحول انرژی نور نور به مواد شیمیایی نیاز به سازمان غشای دقیق آنها دارد. فاز نور فتوسنتز در مروارین های کلرپلاست رخ می دهد.

بنابراین، غشای فتوسنتزی واکنش بسیار مهمی را انجام می دهد: انرژی انرژی کوانتوب نور جذب شده را به پتانسیل کاهش اکسیداسیون NADF-H تبدیل می کند و به پتانسیل واکنش انتقال گروه فسفوریل در مولکول ATP، در همان زمان تبدیل می شود ، تبدیل انرژی از فرم بسیار کوتاه مدت در فرم به اندازه کافی طولانی مدت تبدیل می شود. انرژی تثبیت شده می تواند بعدا در واکنش های بیوشیمیایی سلول های گیاهی استفاده شود، از جمله در واکنش هایی که منجر به بازسازی دی اکسید کربن می شود.

پنج مجتمع اصلی پلیپپتید در غشاهای داخلی کلرپلاست ها ساخته شده اند: مجموعه فتوسیستم I (FS I) مجتمع Photosystem II (FSII)، مجتمع مربیگری نور II (SSKII)، Cytochromic B 6 F-complex و ATP Synthase (CF 0 - CF 1 -complex). مجتمع های FSI، FSII و SSKII حاوی رنگدانه ها (کلروفیل ها، کاروتنوئیدها) هستند که اکثر آنها به عنوان رنگدانه های آنتن عمل می کنند، جمع آوری انرژی برای مراکز واکنش FSI و FSII می شوند. مجتمع های FSI و FSII، و همچنین سیتوکرومیک b 6 F. -Complex در ترکیب آن Redox-cofactors ترکیب شده است و در حمل و نقل فتوسنتزی الکترون ها دخیل هستند. پروتئین های این مجتمع ها با محتوای بالایی از اسید آمینه های هیدروفوب متمایز می شوند که باعث می شود که تعبیه آنها در غشا را تضمین کند. ATP Synthase ( CF 0 - CF 1 -Complex) سنتز ATP را انجام می دهد. علاوه بر مجتمع های پلی پپتید بزرگ در غشاهای تیلاکوئید، اجزای پروتئین کوچک وجود دارد - پلاستسیانا، فریدوکسین و ferredoxin-NADF-oxidoreductase، واقع در سطح غشا. آنها وارد سیستم حمل و نقل الکترونیکی فتوسنتز می شوند.

فرایندهای زیر در چرخه نور فتوسنتز رخ می دهد: 1) PhotoExcitation از مولکول های رنگدانه فتوسنتزی؛ 2) مهاجرت انرژی از آنتن به مرکز واکنش؛ 3) فتوکوز مولکول آب و انتخاب اکسیژن؛ 4) عکس مهر و موم NADF به NADF-N؛ 5) فسفوریلاسیون فتوسنتزی، تشکیل ATP.

رنگدانه های کلروپلاست ها به مجتمع های عملکردی ترکیب می شوند - سیستم های رنگدانه که در آن مرکز واکنش - کلروفیل ولی، با استفاده از فرایندهای انتقال انرژی با یک آنتن متشکل از رنگدانه های برش نور، متصل می شود. طرح مدرن فتوسنتز گیاهان بالاتر شامل دو واکنش فتوشیمیایی است که با مشارکت دو عکس از سیستم های مختلف انجام می شود. فرضیه وجود آنها توسط R. emerson در سال 1957 بیان شد، بر اساس اثر نور قرمز طولانی مدت که توسط او (700 نانومتر)، روشنایی مفصلی از اشعه های کوتاه تر (650 نانومتر) تشخیص داده شد. پس از آن، متوجه شد که Photosystem II، اشعه های کوتاه کوتاه را در مقایسه با FSI جذب می کند. فتوسنتز تنها زمانی موثر است که آنها به طور مشترک عمل کنند، که توضیح می دهد اثر تقویت امرسون.

ترکیب FSI، کلروفیل دیمر به عنوان یک مرکز ارتجاعی گنجانده شده است یک C. حداکثر جذب نور 700 نانومتر (P 700)، و همچنین کلروفیل ها ولی 675-695، بازی نقش یک مولفه آنتن. پذیرش الکترون اولیه در این سیستم، شکل مونومر کلروفیل است ولی 695، گیرنده های ثانویه - پروتئین های آهن بالا (-FES). مجتمع FSI تحت عمل نور پروتئین حاوی آهن حاوی فریدوکسین (PD) را بازسازی می کند و پروتئین حاوی مس حاوی پلاستسیانین (PC) را اکسید می کند.

FSII شامل یک مرکز واکنش حاوی کلروفیل است ولی(p 680) و رنگدانه های آنتن - کلروفیل ها ولی 670-683. گیرنده الکترون اولیه فائوفیتین (FF) انتقال الکترون ها به پلاستیکچینون است. FSII همچنین شامل پروتئین پروتئین S سیستم، اکسید کننده آب و حامل الکترونها Z است. این مجموعه با مشارکت منگنز، کلر و منیزیم کار می کند. FSII پلاستوچینون (PQ) را بازسازی می کند و آب را با برجسته سازی 2 و پروتون ها اکسید می کند.

پیوند بین FSII و FSI به عنوان صندوق Plastokhinonov، مجتمع سیتوکرومی پروتئین خدمت می کنند b 6 F. و پلاستسیانا

در کلروپلاست های گیاهان، هر مرکز ارتجاعی حدود 300 مولکول از رنگدانه ها را تشکیل می دهد که در آنتن یا مجتمع های نورپردازی گنجانده شده است. از لاملا کلرپلاست، یک پروتئین پروتئین برش نور حاوی کلروفیل ها جدا شده است ولی و ب و کاروتنوئیدها (SSC)، نزدیک به FSP و مجتمع های آنتن به طور مستقیم در FSI و FSII (تمرکز اجزای آنتن عکس های فتوسنتز) همراه است. نیمی از پروتئین Thylakoids و حدود 60٪ کلروفیل در SSK محلی شده است. هر SSC شامل 120 تا 240 مولکول کلروفیل است.

پروتئین آنتن پروتئین FS1 حاوی 110 مولکول کلروفیل است آ. 680-695 در هر P 700 , از این تعداد، 60 مولکول اجزای مجتمع آنتن هستند که می توانند به عنوان SSC FSI مشاهده شوند. FSI مجتمع آنتن همچنین حاوی B- کاروتن است.

پروتئین آنتن پروتئین FSII حاوی 40 مولکول کلروفیل است ولیبا حداکثر جذب 670-683 نانومتر در هر R 680 و B- کاروتن.

کروموپروتئین های آنتن فعالیت های فتوشیمیایی ندارند. نقش آنها جذب و انتقال انرژی کوانتا در مقدار کمی مولکول های مراکز واکنش R 700 و P 680 است که هر کدام با زنجیره حمل و نقل الکترونی همراه است و یک واکنش فتوشیمیایی را انجام می دهد. سازمان زنجیره های الکترونیک (و غیره) با تمام مولکول های کلروفیل غیر منطقی است، از آنجا که حتی در نور مستقیم خورشید بر روی مولکول رنگدانه، کوانتوس درخشان بیش از یک بار در 0.1 ثانیه کاهش می یابد.

مکانیسم های فیزیکی فرایندهای جذب، سهام و مهاجرت انرژی مولکول های کلروفیل به خوبی مورد مطالعه قرار می گیرند. جذب فوتون (Hν) به دلیل انتقال سیستم به کشورهای مختلف انرژی است. در مولکول، در مقایسه با حرکات اتم، الکترونیک، نوسانات و چرخشی امکان پذیر است و انرژی کل مولکول برابر با مجموع این نوع انرژی است. شاخص اصلی سیستم جذب انرژی سطح انرژی الکترونیکی آن است، توسط انرژی الکترون های خارجی در مدار تعیین می شود. با توجه به اصل پائولی، دو الکترونها با پشت سر گذاشته شده اند، به عنوان یک نتیجه از سیستم پایدار الکترون های جفت شده تشکیل شده است. جذب انرژی نور با انتقال یکی از الکترونها به یک مدار بالاتر از انرژی جذب شده به عنوان یک انرژی جذب الکترونیکی همراه است. مهمترین ویژگی سیستم های جذب، انتخابی جذب، تعیین شده توسط پیکربندی الکترونیکی مولکول است. در یک مولکول آلی پیچیده، یک مجموعه مشخصی از مدارهای آزاد وجود دارد که انتقال الکترون ممکن است زمانی که توسط کوانت نور جذب شود، انتقال الکترون امکان پذیر است. با توجه به "فرکانس های" بور، فراوانی اشعه قابل جذب یا انتشار V باید به شدت با تفاوت انرژی بین سطوح مطابقت داشته باشد:

ν \u003d (E 2 - E 1) / ساعت،

جایی که H یک تخته ثابت است.

هر انتقال الکترونیکی مربوط به یک گروه جذب خاص است. بنابراین، ساختار الکترونیکی مولکول، ماهیت طیف های نوسان الکترون را تعیین می کند.

مسافر انرژی جذب شده همراه با ظهور حالت های الکترونیکی هیجان زده از رنگدانه ها. الگوهای فیزیکی حالت های هیجان شده Mg-porphyrins را می توان بر اساس تجزیه و تحلیل طرح انتقال الکترونیکی این رنگدانه ها (نقاشی) در نظر گرفت.

دو نوع اصلی از حالت های هیجان انگیز شناخته شده است - Singlet و Triplet. آنها در انرژی و وضعیت چرخش الکترون متفاوت هستند. در حالت هیجان انگیز Singlet، چرخش الکترونها در سطوح اصلی و هیجان انگیز، ضد موازی باقی می ماند، در طول انتقال به حالت سه گانه، چرخش الکترون هیجان زده به شکل یک سیستم بیولوژیکی چرخانده می شود. هنگامی که فوتون توسط مولکول کلروفیل جذب می شود، از اصلی (S 0) به یکی از حالت های تکراری هیجان انگیز - S 1 یا S 2 حرکت می کند , چه چیزی همراه با انتقال الکترون به یک سطح هیجان انگیز با انرژی بالاتر همراه است. دولت هیجان زده S 2 بسیار ناپایدار است. الکترون به سرعت (برای 10 تا 12 درجه سانتیگراد) بخشی از انرژی را به شکل گرما از دست می دهد و به سطح نوسان پایین S 1 می رسد، جایی که ممکن است ظرف 10 -9 ثانیه باشد. در حالت S 1، تجدید نظر اسپین الکترون ممکن است رخ دهد و انتقال به حالت سه گانه T 1، انرژی آن کمتر از S 1 است .

چندین راه غیر فعال کردن حالت های هیجان انگیز ممکن است:

· تابش فوتون با انتقال سیستم به حالت زمین (فلورسانس یا فسفرسانس)؛

· انتقال انرژی به مولکول دیگر؛

· استفاده از انرژی تحریک در یک واکنش فتوشیمیایی.

مهاجرت انرژی بین مولکول های رنگدانه را می توان در مکانیسم های زیر انجام داد. مکانیسم رزونانس القایی (مکانیسم Fuster) ممکن است زمانی که انتقال الکترون به صورت اپتیکی مجاز باشد، امکان پذیر است و تبادل انرژی توسط آن انجام می شود مکانیسم اکسیژن مفهوم "EXITON" به معنای وضعیت الکترونیک الکترونیک مولکول است، جایی که الکترون هیجان انگیز باقی می ماند با مولکول رنگدانه و جداسازی هزینه ها رخ نمی دهد. انتقال انرژی از مولکول رنگدانه هیجان انگیز به مولکول دیگر توسط انتقال غیر عروسی انرژی تحریک انجام می شود. الکترون الکترونی یک دیپول نوسان است. شکل گیری میدان الکتریکی متغیر می تواند نوسانات الکترون مشابه را در مولکول های رنگدانه دیگری در هنگام انجام شرایط رزونانس (برابری انرژی بین سطوح اصلی و هیجان) و شرایط القایی که تعامل بسیار قوی بین مولکول ها را تعیین می کند (بیش از 10 نانومتر) را تعیین می کند.

مکانیسم تبادل تبادل مهاجرت انرژی Tereny Dexter این اتفاق می افتد زمانی که انتقال به صورت اپتیکی ممنوع است و دیپول در طول تحریک رنگدانه شکل نمی گیرد. این نیاز به یک تماس نزدیک از مولکول ها (حدود 1 نانومتر) با همپوشانی مدار خارجی دارد. در این شرایط، تبادل الکترون های موجود در سطوح تک تک و سه گانه ممکن است.

یک مفهوم درباره فتوشیمی وجود دارد جریان کوانتومی روند. با اشاره به فتوسنتز، این شاخص اثربخشی تحول انرژی نور به انرژی شیمیایی نشان می دهد که چگونه بسیاری از نور کوانتا به منظور یک مولکول حدود 2 مورد جذب می شود. باید در نظر داشته باشید که هر مولکول ماده فعال عکس به طور همزمان تنها یک مربع نور را جذب می کند. این انرژی به اندازه کافی برای ایجاد تغییرات خاصی در مولکول ماده فعال عکس است.

ارزش، مصرف کوانتومی معکوس، نامیده می شود خروجی کوانتومی: تعداد مولکول های اکسیژن انتخاب شده یا مولکول های دی اکسید کربن جذب شده بر روی یک کوانتومی نور. این شاخص کمتر از یک است. بنابراین، اگر 8 مولکول CO 2 مصرف 8 کوانت نور را مصرف کند، سپس عملکرد کوانتومی 0.125 است.

ساختار زنجیره الکترون-حمل و نقل از فتوسنتز و ویژگی اجزای آن.زنجیره انتقال الکترون-حمل و نقل از فتوسنتز شامل تعداد زیادی از اجزای موجود در ساختارهای غشایی کلرپلاست ها است. تقریبا تمام اجزای، علاوه بر کوین ها، پروتئین هایی هستند که شامل گروه های عملکردی هستند که قادر به تغییر تغییرات برگشت پذیر هستند و عملکرد الکترونها یا الکترون ها را در ارتباط با پروتون ها انجام می دهند. تعدادی از حامل های ETC شامل فلزات (آهن، مس، منگنز) هستند. به عنوان مهمترین اجزای انتقال الکترون در فتوسنتز، گروه های زیر را می توان ذکر کرد: سیتوکروم، کوینون ها، پیریدینوکلئوتید، فلاوپروتئین ها، و همچنین Irridioproteins، copperproteins و منگنزپروتئین. محل گروه های نامیده شده در ETC و غیره به طور عمده توسط پتانسیل اکسیداتیو و بهبودی آنها تعیین می شود.

سخنرانی ها در مورد فتوسنتز، که طی آن اکسیژن آزاد می شود، تحت تأثیر طرح Z حمل و نقل الکترونیکی R. Hill و F. Bendella تشکیل شده است. این طرح بر مبنای اندازه گیری پتانسیل اکسیداتیو و کاهش سیتوکروم در کلروپلاست ها ارائه شد. مدار الکترونی الکترونی، تبدیل انرژی فیزیکی الکترون به انرژی باند شیمیایی است و شامل FS I و FS II می شود. طرح Z از عملکرد متوالی و ترکیب FSII با FSI می آید.

P 700 یک اهدا کننده الکترون اولیه است، کلروفیل (بر اساس برخی از داده ها - دیمر کلروفیل A)، الکترون را به یک گیرنده متوسط \u200b\u200bانتقال می دهد و می تواند با یک مسیر فتوشیمیایی اکسید شود. A 0 - یک گیرنده الکترون متوسط \u200b\u200b- یک دیمر کلروفیل است.

پذیرنده های الکترونی ثانویه مراکز اتو کردن A و V هستند. عنصر ساختار پروتئین های آهن بازو یک شبکه از اتم های مرتبط با آهن و گوگرد است که به نام خوشه Ironer نامیده می شود.

فریدوکسین، محلول در فاز استرومای کلرپلاست پروتئین آهن، که خارج از غشا است، الکترونها را از مرکز ارتجاعی FSI به NADF انتقال می دهد، به عنوان یک نتیجه، NADF-H برای اصلاح CO 2 ضروری است. تمام فریدوکسین های محلول از موجودات فتوسنتزی جداسازی اکسیژن (از جمله سیانوباکتریایی) به نوع 2Fe-2s مراجعه می کنند.

اجزای حمل الکترونها نیز سیتوکروم F مرتبط با غشا است. گیرنده الکترون برای غشای تغذیه سیتوکروم و اهدا کننده مستقیم برای مجموعه پروتئین کلروفیل مرکزی مرکز واکنش، پروتئین حاوی مس است که به نام "حامل توزیع" نامیده می شود - پلاستوسیان.

کلروپلاست ها همچنین حاوی سیتوکروم B 6 و B 559 هستند. Cytochrome B 6، که یک پلیپپتید با وزن مولکولی 18 کیلو دالر است، در انتقال چرخه الکترونی دخیل است.

مجتمع B 6 / F یک مجموعه غشای انتگرال از پلیپپتید های حاوی نوع سیتوکروم نوع B و F است. مجتمع سیتوکروم B 6 / F حمل و نقل الکترون های بین دو عکس را کاتالیز می کند.

مجتمع سیتوکروم B 6 / F یک استخر کوچک از متالوپروتئین محلول در آب را بازسازی می کند - پلاستسیانین (PC)، که برای انتقال معادلات کاهش به FS I. پیچیده می شود. پلاستسیانین یک متالوپروتئین هیدروفوب کوچک است که شامل اتم های مس است.

شرکت کنندگان در واکنش های اولیه در مرکز واکنش FS II، اهدا کننده اصلی الکترونها 680، پذیرش متوسط \u200b\u200bتئوتوفین و دو پلاستوچینون (معمولا Q و C)، نزدیک به Fe 2+ است. اهدا کننده اصلی الکترونها یکی از اشکال کلروفیل A است که به نام P 680 نامیده می شود، زیرا تغییرات قابل توجهی در جذب نور در 680 مشاهده شد.

پذیرش الکترون اولیه در FS II پلاستیکچینون است. فرض بر این است که Q یک مجتمع آهن-چینی است. گیرنده الکترونی ثانویه در FS II نیز یک پلاستیکی که توسط B نشان داده شده است، و به طور پیوسته با سیستم Q. Plasticone / Plastokhinon به طور همزمان با دو الکترون دو پروتون های دیگر را تحمل می کند و در ارتباط با این یک سیستم بازسازی دو الکترون است. همانطور که دو الکترون توسط و غیره از طریق سیستم پلاستوچینون / پلاستیکی منتقل می شوند، دو پروتون از طریق یک غشای تیلاکوئید منتقل می شوند. اعتقاد بر این است که گرادیان غلظت پروتون ناشی از این است و نیروی محرکه فرایند سنتز ATP است. نتیجه این امر افزایش غلظت پروتون های داخل تیلاکوئید ها و وقوع شیب قابل توجهی از pH بین بیرونی و طرف داخلی غشای تیلاکوئید است: از طرف داخلی محیط بیشتر از خارجی است .

2. فسفوریلاسیون فتوسنتزی

اهدا کننده الکترون برای FS-2 آب است. مولکول های آب، دادن الکترونها، تجزیه شده بر روی هیدروکسیل آزاد و پروتون H +. رادیکال های هیدروکسیل آزاد، واکنش به یکدیگر، به H 2 O و O 2 می دهند. فرض بر این است که یون های منگنز و کلر در آب فتوسلور به عنوان کوفتاکتورها دخیل هستند.

در فرایند فوتولیس آب، ماهیت کار فتوشیمیایی انجام شده در طول فتوسنتز صورت می گیرد. اما اکسیداسیون آب تحت شرایطی است که الکترون الکترونیک از مولکول رانده شده به گیرنده منتقل می شود و سپس به زنجیره الکترو حمل (و غیره) منتقل می شود. در فتوسپدی های ETC-2، پلاستوچینون، سیتوکروماس، پلاستیکسیانین (پروتئین حاوی مس)، FAD، NADF و غیره توسط حامل های الکترونی خدمت می شود.

Embossed از مولکول P 700 الکترون توسط یک پروتئین حاوی آهن و گوگرد دستگیر می شود و به فریدوکسین منتقل می شود. در آینده، مسیر این الکترون می تواند دوگانه باشد. یکی از این مسیرها شامل انتقال متناوب الکترون از فریدوکسین از طریق یک ردیف از حامل ها دوباره به P 700 می باشد. سپس کوانتومی نور، الکترون زیر را از مولکول P 700 کاهش می دهد. این الکترون به فریدوکسین می آید و دوباره به مولکول کلروفیل می رسد. چرخه فرایند به وضوح ردیابی شده است. هنگامی که الکترون از فریدوکسین منتقل می شود، انرژی تحریک الکترونیکی به تشکیل ATF از ADP و N Z P0 4 می رسد. این نوع فسفوریلاسیون عکس به نام R. Arnon چرخ دنده . فسفیف عکس های چرخه ای می تواند به لحاظ نظری جریان و با گرد و غبار بسته باشد، زیرا این اختیاری است که با اتمسفر مبادله شود.

فسفوریلاسیون عکس غیر سیکل درآمد حاصل از مشارکت هر دو عکسبرداری. در این مورد، الکترون ها از P 700 خارج می شوند و پروتون H + به فریدوکسین می رسد و از طریق یک ردیف از حامل ها (Phad و غیره) بر روی NADF با تشکیل NAPF · h 2 کاهش می یابد. دومی، مانند یک عامل کاهش دهنده قوی، در واکنش های فتوسنتز تیره استفاده می شود. در عین حال، مولکول کلروفیل P 680، جذب کوانتومی نور، همچنین به یک حالت هیجان انگیز، به یک الکترون می رسد. پس از گذشت از یک سری از حامل ها، الکترون موجب شکست الکترون در مولکول شماره 700 می شود. "سوراخ الکترونیکی" کلروفیل P 680 به علت الکترون از یون، یکی از محصولات پلینز عکس آب پر شده است. انرژی الکترون، با کوانتومی نور از P 680، در طی انتقال از طریق زنجیره الکتریکی حمل و نقل به سیستم عکس 1 به پیاده سازی فتوفسفوریلاسیون می رود. با حمل و نقل الکترونی غیر چرخه ای، همانطور که از مدار دیده می شود، عکس آب و انتشار اکسیژن آزاد رخ می دهد.

انتقال الکترون بر اساس مکانیسم فسفوریلاسیون عکس است. Biochemist انگلیسی P. Mitchell تئوری فتوفسفوریلاسیون را مطرح کرد، نام نظریه شیمی درمانی. به عنوان شما می دانید، کلرپلاست های ETZ، در غشای تیلاکوئید واقع شده است. یکی از حامل های الکترونها به داخل و غیره (Plastokhinon)، با توجه به فرضیه P. mitchell، انتقال نه تنها الکترون ها، بلکه پروتون ها (H +)، انتقال آنها را از طریق غشای تیلاکوئید در جهت خارج از داخل. در داخل غشای تیلاکوئید با تجمع پروتون ها، متوسط \u200b\u200bاسیدی است و در ارتباط با این، گرادیان pH بوجود می آید: طرف بیرونی اسید کمتر از داخل می شود. این گرادیان همچنین به دلیل ورود پروتون ها - محصولات تگ عکس آب افزایش می یابد.

تفاوت pH بین طرف بیرونی غشا و درون منبع انرژی قابل توجهی را ایجاد می کند. با استفاده از این انرژی، پروتون های کانال های ویژه در رشد قارچ ویژه در خارج از غشای Tylacide منتشر می شوند. در این کانال ها عامل جفتی (پروتئین ویژه) وجود دارد که می تواند در فسفات عکس شرکت کند. فرض بر این است که چنین پروتئینی یک آنزیم فیوژن است که کاتالیزوری پاسخ ATP را کاتالیز می کند، اما در حضور انرژی از طریق غشای پروتون - و سنتز آن جریان دارد. تا کنون، یک گرادیان pH وجود دارد و بنابراین، در حالی که حرکت الکترونها را در امتداد زنجیره های حامل در سیستم های عکس، سنتز ATP رخ می دهد. برآورد شده است که برای هر دو الکترون که از طریق و غیره عبور می کنند، در داخل تیلاکوئید، چهار پروتون تجمع می یابند، و برای هر سه پروتون، با مشارکت فاکتور همجوشی از غشا تخلیه می شود، یک مولکول ATP سنتز می شود.

بنابراین، به عنوان یک نتیجه از فاز نور، به دلیل انرژی نور، ATP و NAPFN 2 تشکیل شده است، مورد استفاده در فاز تاریک، و محصول عکس آب و آب به اتمسفر آزاد می شود. معادله کل فاز نور فتوسنتز را می توان به شرح زیر بیان کرد:

2N 2 O + 2NADFF + 2 ADF + 2N 3 PO 4 → 2 NAPFN 2 + 2 ATP + O 2

فتوسنتز ترکیبی از فرایندهای تشکیل انرژی نور به انرژی اوراق بهادار شیمیایی مواد آلی با مشارکت مواد رنگ آمیزی فتوسنتزی است.

این نوع تغذیه مشخصه گیاهان، پروکریوت ها و انواع خاصی از یوکاریوت های تک سلولی است.

با سنتز طبیعی، کربن و آب در تعامل با نور به گلوکز و اکسیژن آزاد تبدیل می شوند:

6CO2 + 6H2O + نور انرژی → C6H12O6 + 6O2

فیزیولوژی گیاهی مدرن تحت مفهوم فتوسنتز یک تابع فوتومتروفیک را درک می کند که مجموعه ای از فرآیندهای جذب، تحول و استفاده از انرژی های انرژی درخشان در واکنش های مختلف غیر قابل انعطاف، از جمله تبدیل دی اکسید کربن به آلی است.

فاز

فتوسنتز در گیاهان در برگ ها از طریق کلرپلاست ها رخ می دهد - سازمان های نیمه اتوماتیک نیمه اتوماتیک مربوط به کلاس کلاس. با یک شکل مسطح صفحات ورق، جذب با کیفیت بالا و استفاده کامل از انرژی نور و دی اکسید کربن ارائه شده است. آب لازم برای سنتز طبیعی از ریشه ها از طریق بافت آب می آید. تبادل گاز با کمک انتشار از طریق دیشگری و تا حدی از طریق کوتیکول رخ می دهد.

کلرپلاست ها با استروما بی رنگ پر می شوند و با لاملا ها نفوذ می کنند، که در آن به یکدیگر متصل می شوند، تالیسات را تشکیل می دهند. این در آنها است و فتوسنتز رخ می دهد. Cyanobacteria خودشان کلرپلاست هستند، بنابراین دستگاه برای سنتز طبیعی در آنها در Organella جداگانه برجسته نشده است.

فتوسنتز درآمد حاصل می کند با مشارکت رنگدانه هاکه معمولا کلروفیل ها هستند. برخی از ارگانیسم ها حاوی رنگدانه دیگری هستند - کاروتنوئید یا فکوبیلین. پروکاریوت ها دارای باکتری باکتری-کلروفیل رنگدانه هستند و این ارگانیسم ها در انتهای سنتز طبیعی اکسیژن را تخریب نمی کنند.

فتوسنتز دو فاز را می گیرد - نور و تاریکی. هر یک از آنها با واکنش های خاص و مواد تعامل مشخص می شود. یک فرایند فاز فتوسنتز را بخوانید.

سبک

مرحله اول فتوسنتز این مشخصه با تشکیل محصولات با انرژی بالا است که ATP، منبع سلولی انرژی و NADF، کاهش دهنده عامل است. در پایان مرحله، اکسیژن به عنوان یک محصول جانبی تشکیل شده است. مرحله نور لزوما با نور خورشید رخ می دهد.

فرایند فتوسنتز در غشاهای tylakoid با مشارکت حامل های الکترونی، ATP-syntetase و کلروفیل (یا سایر رنگدانه ها) اتفاق می افتد.

عملکرد زنجیره های الکتروشیمیایی، بر اساس آن انتقال الکترون و پروتون های هیدروژن به طور جزئی رخ می دهد، در مجتمع های پیچیده ای تشکیل شده توسط رنگدانه ها و آنزیم ها تشکیل می شود.

شرح فرایند فاز نور:

1. در صورت نور خورشید بر روی صفحات برگ های موجود گیاهان گیاهان، الکترون کلروفیل در ساختار صفحات رخ می دهد؛
2. در حالت فعال، ذرات از مولکول رنگدانه بیرون می آیند و به سمت بیرونی تیلاک می شوند و منفی می شوند. این اتفاق می افتد به طور همزمان با اکسیداسیون و بازسازی بعدی مولکول های کلروفیل، که الکترونهای بعدی را از آب وارد شده به برگ ها انتخاب می کنند؛
3. سپس یک عکس و برای تشکیل یون ها وجود دارد که به الکترون ها می رسند و به رادیکال های آه تبدیل می شوند که می توانند در واکنش ها و آینده شرکت کنند؛
4. سپس این رادیکال ها متصل می شوند، مولکول های آب و اکسیژن آزاد را تشکیل می دهند و وارد جو می شوند؛
5. غشای تیلاکوئید به علت یون هیدروژن، شارژ مثبت را به دست می آورد و از سوی دیگر - منفی در هزینه الکترون ها؛
6. با دستیابی به یک تفاوت 200 مگاوات بین دو طرف غشا، پروتون ها از طریق آنزیم ATP-syntetase عبور می کنند که منجر به تبدیل ADP در ATP (فرایند فسفوریلاسیون) می شود.
7. با هیدروژن هسته ای آزاد شده از آب، NADF + در NADF · H2 بازسازی می شود؛

در حالی که اکسیژن آزاد در فرایند واکنش به اتمسفر وارد می شود، ATP و NADF · H2 در فاز تاریک سنتز طبیعی دخیل هستند.

نومت

اجزای اجباری برای این مرحله - دی اکسید کربنکدام گیاه به طور مداوم از محیط خارجی از طریق گرد و غبار در برگ ها جذب می شود. فرایندهای فاز تاریک در استروما کلرپلاست نگهداری می شود. از آنجایی که در این مرحله مقدار زیادی از انرژی خورشیدی لازم نیست و در طول فاز نور ATP و NADF · H2 به اندازه کافی به دست می آید، واکنش های موجود در ارگانیسم ها می تواند در طول روز و در شب رخ دهد. فرآیندهای این مرحله سریعتر از قبل رخ می دهد.

ترکیبی از تمام فرآیندهای رخ داده در فاز تاریک به عنوان یک زنجیره عجیب و غریب از تحولات دی اکسید کربن متوالی دریافت شده از محیط خارجی نشان داده شده است:

1. اولین واکنش در چنین زنجیره ای، تثبیت دی اکسید کربن است. حضور آنزیم Ribf carboxylase به جریان سریع و صاف واکنش کمک می کند، که منجر به تشکیل یک ترکیب شش ضلعی می شود، تجزیه و تحلیل بر روی 2 مولکول اسید فسفوگرافیلیک؛
2. سپس یک چرخه پیچیده پیچیده ای وجود دارد، از جمله تعداد دیگر واکنش ها، پس از اتمام آن، اسید فسفوگلیسیرین به قند طبیعی تبدیل می شود. این فرایند چرخه کالوین نامیده می شود؛

همراه با شکر، اسیدهای چرب، اسیدهای آمینه، گلیسرول و نوکلئوتید نیز رخ می دهد.

ماهیت فتوسنتز

از جدول مقایسه فازهای نور و تاریک سنتز طبیعی، شما می توانید به طور خلاصه ماهیت هر یک از آنها را شرح دهید. فاز نور در مروارید کلرپلاست رخ می دهد که در واکنش انرژی نور مورد نیاز است. در واکنش ها، این اجزاء مانند پروتئین هایی که الکترون ها، ATP Syntetase و کلروفیل را حمل می کنند، درگیر می شوند، که هنگام تعامل با آب، اکسیژن آزاد، ATP و NAPF · H2 را تشکیل می دهند. برای فاز تاریک که در استروما کلرپلاست رخ می دهد، نور خورشید اجباری نیست. شکر طبیعی (گلوکز) در مرحله آخر ATP و NAPF · H2 در تعامل با دی اکسید کربن تشکیل شده است.

همانطور که از موارد فوق دیده می شود، فتوسنتز به نظر می رسد پدیده کاملا پیچیده و چند مرحله ای، از جمله تعدادی از واکنش هایی که در آن مواد مختلف درگیر هستند. به عنوان یک نتیجه از سنتز طبیعی، اکسیژن به دست می آید، که برای تنفس موجودات زنده ضروری است و از اشعه ماوراء بنفش با تشکیل لایه اوزون محافظت می کند.

سوال 1. چقدر گلوکز سنتز شده در طی فتوسنتز برای هر یک از 4 میلیارد ساکن زمین در سال به حساب می آید؟
اگر ما در نظر بگیریم که سال سالی، کل پوشش گیاهی این سیاره حدود 130،000 میلیون تن قندها را تولید می کند، سپس یکی از ساکنان زمین (با توجه به اینکه جمعیت زمین 4 میلیارد نفر است) آنها 32.5 میلیون تن را تشکیل می دهند (130000 / 4 \u003d 32.5).

سوال 2. کجا اکسیژن از فرایند فتوسنتز گرفته می شود؟
اکسیژن وارد فضا در فرایند فتوسنتز شد، در طول واکنش فوتولیز تشکیل می شود - تجزیه آب تحت عمل انرژی نور خورشید (2n 2 O + انرژی نور \u003d 2n 2 + O 2).

سوال 3. معنای فاز نور فتوسنتز چیست؟ فاز تاریک؟
فتوسنتز- این فرآیند سنتز مواد آلی از معدنی تحت عمل انرژی نور خورشید است.
فتوسنتز در سلول های گیاهی در کلرپلاست ها می رود. کل فرمول:
6CO 2 + 6N 2 O + نور انرژی \u003d C 6 H 12 O 6 + 6O 2.
فاز نور فتوسنتز تنها در نور است: کوانتومی نور الکترون را از مولکول کلروفیل که در غشای تیلاکوئید دروغ می گوید، الکترون را از بین می برد. یک الکترون برجسته یا به عقب برگردد یا به زنجیره ای از اکسیداسیون هر یک از آنزیم های دیگر وارد می شود. مدار آنزیم الکترون را به سمت بیرونی غشای تیلاکوئید به حامل الکترونها انتقال می دهد. هزینه غشا از خارج خارج می شود. مولکول کلروفیل به طور مثبت، که در مرکز غشا قرار دارد، آنزیم هایی را که حاوی یون های منگنز در داخل غشا قرار دارند، اکسید می کند. این آنزیم ها در واکنش های فوتولیز آب قرار می گیرند، به عنوان یک نتیجه از آن N + تشکیل می شود؛ پروتون های هیدروژن به سطح داخلی غشای تیلاسیت پرتاب می شوند و شارژ مثبت بر روی این سطح ظاهر می شود. هنگامی که اختلاف پتانسیل بر روی غشای تيلاکوئید به 200 مگاوات می رسد، پروتون ها از طریق کانال ATP Syntetase شروع به لغزش می کنند. ATP سنتز شده است.
در فاز تاریک از CO 2 و هیدروژن اتمی همراه با حامل ها، گلوکز به علت انرژی ATP سنتز می شود. سنتز گلوکز در استروما کلروپلاست ها بر روی سیستم های آنزیم است. پاسخ کل مرحله تاریک:
6SO 2 + 24H \u003d C 6 ساعت 12 O 6 + 6N 2 O.
فتوسنتز بسیار مولد است، اما کلرپلاست های ورق برای شرکت در این فرایند تنها 1 کوانتومی نور از 10،000 گرفته شده است. با این حال، کافی است تا اطمینان حاصل شود که گیاه سبز می تواند 1 گرم گلوکز در هر ساعت از سطح را تولید کند از برگ ها با مساحت 1m 2.

سوال 4. چرا حضور در خاک باکتری های شیمیایی ضروری برای گیاهان بالاتر است؟
گیاهان برای رشد طبیعی و توسعه نمک های معدنی حاوی عناصر مانند نیتروژن، فسفر، پتاسیم مورد نیاز است. بسیاری از انواع باکتری هایی که می توانند ترکیبات آلی را که از مواد معدنی نیاز دارند، به دلیل انرژی واکنش های اکسیداسیون شیمیایی که در سلول متعلق به شیموتروفام هستند، ترکیب کنند. مواد باکتری اسیر شده اکسید شده اند و انرژی حاصل از سنتز مولکول های آلی پیچیده از CO 2 و H 2 O استفاده می شود. این فرایند به نام Chemosynthesis نامیده می شود.
مهمترین گروهی از ارگانیسم های شیمیایی شیمیایی، باکتری های نیتروژن هستند. کاوش آنها، S.N. Vinogradsky در سال 1887 روند را باز کرد chemosynthesis. باکتری های نیتروژن، در خاک، از بین بردن آمونیاک، تشکیل شده در هنگام پوسیدگی باقی مانده های آلی، به اسید نیتروژنیک تشکیل شده است:
2MN 3 + ZO 2 \u003d 2NO 2 + 2N 2 O + 635 KJ.
سپس باکتری های دیگر انواع این گروه توسط نیتروکسی اسید به نیتریک اکسید شده است:
2NO 2 + O 2 \u003d 2NNO 3 + 151.1 KJ.
تعامل با مواد معدنی خاک، اسیدهای نیتروژن و نیتریک، نمک هایی را تشکیل می دهند که مهمترین اجزای تغذیه معدنی گیاهان بالاتر هستند. تحت عمل سایر انواع باکتری ها در خاک، تشکیل فسفات ها، همچنین توسط گیاهان بالاتر استفاده می شود.
به این ترتیب، chemosynthesis - این فرآیند سنتز مواد آلی از انرژی غیر آلی به علت انرژی واکنش های اکسیداسیون شیمیایی در سلول است.