Lysende fase av fotosyntesen

Den lysende fasen av fotosyntesen er prosessen der sollys er nødvendig for å transformere karbondioksid til oksygen

Hva er den lysende fasen av fotosyntesen?

De fase Lysende fotosyntese Det er den første delen av den fotosyntetiske prosessen som krever tilstedeværelse av lys for å oppnå kjemisk energi i form av ATP og NADPH. Fra dissosiasjon av vannmolekyler vil det generere oksygen.

Biokjemiske reaksjoner forekommer i kloroplast -tilacoider, der fotosyntetiske pigmenter som er begeistret av lys blir funnet. Disse er klorofyll til, Klorofyll b og karotenoider.

For lysavhengige reaksjoner er det nødvendig med flere elementer. En lyskilde i det synlige spekteret er nødvendig. På samme måte er det nødvendig med vann tilstedeværelse.

Den lysende fasen av fotosyntesen har som sluttprodukt dannelsen av ATP (adenosin tryfosfat) og NADPH (nikotinamid og adenindyukleotidfosfat).

Disse molekylene brukes som energikilde for festing av CO₂ i den mørke fasen. Også i denne fasen blir den utgitt eller₂, Produkt av brudd på H₂O -molekylet.

Krav

For at lysavhengige reaksjoner i fotosyntesen kan oppstå, er det nødvendig å forstå egenskapene til lys. Det er også nødvendig å kjenne strukturen til de involverte pigmentene.

Lyset

Lys har både bølge- og partikkelegenskaper. Energi når jorden fra solen i form av bølger i forskjellige lengder, kjent som elektromagnetisk spekter.

Omtrent 40% av lyset som når planeten er synlig lys. Dette finnes i bølgelengder mellom 380-760 nm. Inkluderer alle regnbuens farger, hver med en karakteristisk bølgelengde.

De mest effektive bølgelengdene for fotosyntesen er de av fiolett til blå (380-470 nm) og rød-oransje rød (650-780 nm).

Lys har også partikkelegenskaper. Disse partiklene kalles fotoner og er assosiert med en spesifikk bølgelengde. Energien til hvert foton er omvendt proporsjonal med bølgelengden. Ved en kortere bølgelengde, større energi.

Kan tjene deg: Ectomicorrizas og Endomicorrizas: Hovedegenskaper

Når et molekyl absorberer et foton med lys energi, får en av elektronene energisk. Elektronet kan forlate atomet og bli mottatt av et akseptormolekyl. Denne prosessen skjer i lysfasen av fotosyntesen.

Pigmentene

I Tilacoid -membranen (kloroplaststruktur) blir forskjellige pigmenter presentert evnen til å absorbere synlig lys. Ulike pigmenter absorberer forskjellige bølgelengder. Disse pigmentene er klorofyll, karotenoider og fikobiliner.

Karotenoider gir gule og oransje farger til stede i planter. Ficobilins finnes i cyanobakterier og røde alger.

Klorofyll regnes som det viktigste fotosyntetiske pigmentet. Dette molekylet har en lang hydrofobe hydrokarboner, som holder det sammen med tilacoidmembranen. I tillegg har den en porfyrinring som inneholder et magnesiumatom. I denne ringen blir lysenergien absorbert.

Det er forskjellige typer klorofyll. Klorofyll til Det er pigmentet som griper mer direkte i lysreaksjoner. Klorofyll b Absorbere lys til en annen bølgelengde og overfører denne energien til klorofyll til.

I kloroplast er det omtrent tre ganger mer klorofyll til Hvilken klorofyll b.

Mekanisme

Fotosystemer

Klorofyllmolekyler og andre pigmenter er organisert i tilacoid i fotosyntetiske enheter.

Hver fotosyntetisk enhet består av 200-300 klorofyllmolekyler til, Små mengder klorofyll b, Karotenoider og proteiner. Et område som heter Reaction Center presenteres, som er stedet som bruker lysenergi.

De andre pigmentene som er til stede kalles antennekomplekser. De har funksjonen til å fange og føre lyset til reaksjonssenteret.

Det er to typer fotosyntetiske enheter, kalt fotosystemer. De er forskjellige ved at reaksjonssentrene deres er assosiert med forskjellige proteiner. De forårsaker en liten forskyvning i absorpsjonsspektre.

Kan tjene deg: vanlig sopp: egenskaper, egenskaper, reproduksjon

I fotosystem I, klorofyll til assosiert med reaksjonssenteret har en 700 nm absorpsjonstopp (P₇₀₀). I fotosystem II skjer absorpsjonstoppen ved 680 nm (P₆₈₀).

Fotolyse

Under denne prosessen oppstår brudd på vannmolekylet. Delta på Photostem II. Et lysfoton påvirker molekylet P₆₈₀ og driver et elektron med et høyere energinivå.

Spent elektroner mottas av et Uglyte -molekyl, som er en mellomliggende akseptor. Deretter krysser de tilacoidmembranen, hvor de blir akseptert av et plastokinonmolekyl. Elektroner blir endelig gitt til P₇₀₀ av fotosystem i.

Elektronene som ble avsagt av P₆₈₀ De erstattes av andre fra vann. Et protein som inneholder mangan (Z -protein) er nødvendig for å bryte vannmolekylet.

Når H₂O er ødelagt, slippes to protoner (h⁺) og oksygen. Det kreves at to vannmolekyler deles ut slik at et molekyl av O frigjøres₂.

Fotofosforylering

Det er to typer fotofosforylering, i henhold til elektronstrømningsretningen.

Ikke -syklisk fotofosforylering

I samme intervente både fotosystem I og II. Det kalles ikke -syklisk fordi elektronstrømmen er i en forstand.

Når eksitering av klorofyllmolekyler oppstår, vil elektroner bli flyttet gjennom en elektrontransportkjede.

Det starter i fotosystem I når et lysfoton blir absorbert av et P -molekyl₇₀₀. Det eksiterte elektronet overføres til en primær akseptor (FE-S) som inneholder jern og sulfid.

Pass deretter et ferredoksinmolekyl. Deretter går elektronet til et transportørmolekyl (FAD). Dette gir det til et NADP -molekyl⁺ som reduserer det til nadph.

Kan tjene deg: Fotonastia

Elektronene tildelt av Fotosystem II i fotolysen vil erstatte de som er tildelt av P₇₀₀. Dette skjer gjennom en transportkjede dannet av pigmenter som inneholder jern (cytokromer). I tillegg griper plastocyaniner (proteiner som presenterer kobber).

Under denne prosessen oppstår både NADPH- og ATP -molekyler. For dannelsen av ATP -enzymet griper ATP -enzymet.

Syklisk fotofosforylering

Det skjer bare i fotosystem i. Når reaksjonssentermolekylene P₇₀₀ De er spente, elektroner mottas av et P -molekyl₄₃₀.

Deretter blir elektroner innlemmet i transportkjeden mellom de to fotosystemene. I prosessen produseres ATP -molekyler. I motsetning til ikke -syklisk fotofosforylering, produseres ikke NADPH eller frigitt eller utgitt eller₂.

På slutten av elektrontransportprosessen går de tilbake til fotosystemreaksjonssenteret i. Derfor kalles syklisk fotofosforylering.

Sluttprodukter

På slutten av den lysende fasen frigjøres oksygen (eller₂) til miljøet som et ved hjelp av fotolyse. Dette oksygenet går til atmosfæren og brukes i pust av aerobe organismer.  

Et annet sluttprodukt av lysfasen er NADPH, et koenzym (del av et ikke -protein -enzym) som vil delta i fiksering av CO₂ under Calvin -syklusen (mørk fase av fotosyntesen).

ATP er et nukleotid som brukes til å oppnå den nødvendige energien som kreves i de metabolske prosessene til levende vesener. Dette konsumeres i syntesen av glukose.

Referanser

1. Solomon, e., L. Berg og d. Martín (1999). biologi. MGRAW-HILL Inter-American Editors. 
2. Sarn, k. (1997). Innledende plantebiologi. WC Brown Publisher. 
3. Yamori, w., T. Shikanai og a. Makino (2015). Fotosystem i syklisk elektronstrøm via kloroplast nadh dehydrogenase-lignende kompleks utfører for fysiologisk rolle for fotosyntese til lite lys. Nature Scientific Report.