Fotosynteesin valaiseva vaihe

Fotosynteesin valaiseva vaihe on prosessi, jossa auringonvaloa tarvitaan hiilidioksidin muuttamiseksi happeaksi

Mikä on fotosynteesin valaiseva vaihe?

Se vaihe valaiseva fotosynteesi Se on ensimmäinen osa fotosynteettistä prosessia, joka vaatii valon läsnäolon kemiallisen energian saamiseksi ATP: n ja NADPH: n muodossa. Vesimolekyylien dissosiaatiosta se tuottaa happea.

Biokemiallisia reaktioita esiintyy kloroplastien talkoideissa, joissa löytyy fotosynteettisiä pigmenttejä. Nämä ovat klorofylli -lla, Klorofylli b - ja karotenoidit.

Valosta riippuvaisille reaktioille tarvitaan useita elementtejä. Valonlähde näkyvässä spektrissä on välttämätön. Samoin tarvitaan veden läsnäoloa.

Fotosynteesin valaiseva vaihe on lopputuotteena ATP: n (adenosiinin tryfosfaatti) ja NADPH: n (nikotiinamidi ja adeniinin dyukleotidifosfaatti) muodostuminen.

Näitä molekyylejä käytetään energialähteenä CO₂: n kiinnittämiseen pimeässä vaiheessa. Myös tämän vaiheen aikana se vapautuu tai₂, H₂O -molekyylin repeämän tuote.

Vaatimukset

Valosta riippuvaisten reaktioiden suhteen fotosynteesissä voi esiintyä, on tarpeen ymmärtää valon ominaisuudet. On myös tarpeen tietää mukana olevien pigmenttien rakenne.

Valo

Valolla on sekä aalto- että hiukkasten ominaisuudet. Energia saavuttaa maat auringosta eripituisten aaltojen muodossa, joka tunnetaan nimellä sähkömagneettinen spektri.

Noin 40% planeetan valosta on näkyvä valo. Tätä löytyy aallonpituuksista välillä 380-760 nm. Sisältää kaikki sateenkaaren värit, jokaisella on ominainen aallonpituus.

Fotosynteesin tehokkaimmat aallonpituudet ovat violetti sininen (380-470 nm) ja punainen punainen (650-780 nm).

Valolla on myös hiukkasten ominaisuuksia. Näitä hiukkasia kutsutaan fotoneiksi ja niihin liittyy tietty aallonpituus. Kunkin fotonin energia on käänteisesti verrannollinen sen aallonpituuteen. Lyhyemmällä aallonpituudella, suurempi energia.

Voi palvella sinua: Ectomicorrizas ja endomicorrizas: Pääominaisuudet

Kun molekyyli absorboi valoenergian fotonia, yksi sen elektroneista on energinen. Elektroni voi jättää atomin ja vastaanottajamolekyylin vastaanottama. Tämä prosessi tapahtuu fotosynteesin kevyessä vaiheessa.

Pigmentit

Tilakoidikalvossa (kloroplastien rakenne) eri pigmentit esitetään kyky absorboida näkyvä valo. Eri pigmentit imevät erilaisia ​​aallonpituuksia. Nämä pigmentit ovat klorofylli, karotenoidit ja ficobiliinit.

Karotenoidit antavat kasveissa esiintyviä keltaisia ​​ja oransseja värejä. Ficobiliineja löytyy syanobakteereista ja punaisista leväistä.

Klorofylliä pidetään tärkeimpänä fotosynteettisenä pigmentinä. Tällä molekyylillä on pitkä hydrofobiset hiilivedyt, jotka pitävät sen yhdessä talkoidikalvon kanssa. Lisäksi siinä on porfyriinirengas, joka sisältää magnesiumiatomin. Tässä renkaassa valonergia imeytyy.

Klorofylliä on erityyppisiä. Klorofylli -lla Se on pigmentti, joka puuttuu suoraan kevyisiin reaktioihin. Klorofylli b - Absorboi valoa eri aallonpituuteen ja siirtää tämän energian klorofylliin -lla.

Kloroplastissa on noin kolme kertaa enemmän klorofylli -lla Mikä klorofylli b -.

Mekanismi

Photosystems

Klorofyllimolekyylit ja muut pigmentit on järjestetty tilakoidiin fotosynteettisissä yksiköissä.

Jokainen fotosynteettinen yksikkö koostuu 200-300 klorofyllimolekyylistä -lla, Pienet määrät klorofylliä b -, karotenoidit ja proteiinit. Esitetään alue, jota kutsutaan reaktiokeskukselle, joka on paikka, joka käyttää valoenergiaa.

Muita läsnä olevia pigmenttejä kutsutaan antennikomplekseiksi. Heillä on tehtävä kaapata ja siirtää valo reaktiokeskukseen.

Fotosynteettisiä yksiköitä on kahta tyyppiä, nimeltään Photosystems. Ne eroavat toisistaan ​​siinä, että heidän reaktiokeskuksiinsa liittyy erilaisia ​​proteiineja. Ne aiheuttavat pienen siirtymän absorptiospektriin.

Voi palvella sinua: Yleinen sieni: Ominaisuudet, ominaisuudet, lisääntyminen

Photosystem I: ssä, klorofylli -lla Reaktiokeskukseen liittyy 700 nm: n absorptiopiikki (P₇₀₀-A. Valojärjestelmässä II absorptiopiikki esiintyy 680 nm: ssä (P₆₈₀-A.

Fotolyysi

Tämän prosessin aikana vesimolekyylin repeämä tapahtuu. Osallistu fotosem II. Valon fotoni vaikuttaa molekyyliin P₆₈₀ ja ajaa elektronia korkeammalla energiatasolla.

Verkkoelektroneja vastaanottaa ruma molekyyli, joka on välituottaja. Myöhemmin ne ylittävät talkoidikalvon, missä plastokinonimolekyyli hyväksyy heidät. Elektronit annetaan lopulta P: lle₇₀₀ fotosysteem I.

Elektronit, jotka P: n luovutti₆₈₀ Ne korvaavat muut vedestä. Vesimolekyylin katkaisemiseksi tarvitaan proteiinia, joka sisältää mangaania (Z -proteiini).

Kun H₂o on rikki, kaksi protonia vapautetaan (H⁺) ja happi. Vaaditaan, että kaksi vesimolekyyliä jaetaan siten, että O -molekyyli vapautuu₂.

Fotofosforylaatio

Fotofosforylaatiota on kahta tyyppiä elektronivirtaussuunnan mukaan.

Ei -syklinen fotofosforylaatio

Samassa puuttuessa sekä fotosysteemin I että II. Sitä kutsutaan ei -syklisiksi, koska elektronien virtaus on yhdessä mielessä.

Kun klorofyllimolekyylien viritys tapahtuu, elektronit siirretään elektronien kuljetusketjun kautta.

Se alkaa fotosysteemissä I, kun P -molekyyli absorboi valon fotonia₇₀₀. Virheellisyyden elektroni siirretään ensisijaiselle vastaanottajalle (Fe-S), joka sisältää rautaa ja sulfidia.

Ohjaa sitten ferredoksiinimolekyyli. Myöhemmin elektroni menee kuljettimen molekyylille (FAD). Tämä antaa sen NADP -molekyylille⁺ joka vähentää sen NADPH: lle.

Voi palvella sinua: Fotonastia

Fotosysteemin II määrittämät elektronit fotolyysissä korvaavat P: n määrittämät elementit₇₀₀. Tämä tapahtuu kuljetusketjun kautta, joka muodostuu rautaa sisältävien pigmenttien (sytokromit) kautta. Lisäksi plastosyaniinit puuttuvat (proteiinit, jotka esittävät kuparia).

Tämän prosessin aikana esiintyy sekä NADPH- että ATP -molekyylejä. ATP: n muodostumiseksi ATPSIntase -entsyymi puuttuu.

Syklinen fotofosforylaatio

Se tapahtuu vain fotosystem I: ssä. Kun reaktiokeskuksen molekyylit P₇₀₀ Ne ovat innostuneita, elektronit vastaanottavat P -molekyyli₄₃₀.

Myöhemmin elektronit sisällytetään kuljetusketjuun kahden valosjärjestelmän välillä. Prosessissa tuotetaan ATP -molekyylejä. Toisin kuin ei -syklinen fotofosforylaatio, NADPH ei tuoteta tai vapautetaan tai vapautetaan₂.

Elektronien kuljetusprosessin lopussa he palaavat fotosystem -reaktiokeskukseen I. Siksi syklistä fotofosforylaatiota kutsutaan.

Lopputuotteet

Valaisevan vaiheen hapen lopussa vapautuu (tai₂) ympäristölle fotolyysin tuote. Tämä happi menee ilmakehään ja sitä käytetään aerobisten organismien hengittämiseen.  

Toinen valovaiheen lopputuote on NADPH, koentsyymi (osa ei -proteiinientsyymiä), joka osallistuu CO₂: n kiinnittämiseen Calvin -syklin aikana (fotosynteesin tumma vaihe).

ATP on nukleotidi, jota käytetään elävien olentojen aineenvaihduntaprosessien tarvittavan energian saamiseksi. Tämä kulutetaan glukoosin synteesissä.

Viitteet

1. Salomon, E., Lens. Berg ja D. Martín (1999). biologia. Mgraw-Hill-Amerikanväliset toimittajat. 
2. Sarn, k. (1997). Johdanto kasvibiologia. WC Brown Publishers. 
3. Yamori, W., T. Shikanai ja a. Makino (2015). Photosystem I syklinen elektronivirta kloroplastien NADH-dehydrogenaasimainen kompleksi suorittaa fysiologisen roolin fotosynteesille hämärässä. Luonnon tieteellinen raportti.