Темнова фаза
Обов'язковий компонент для цієї стадії - вуглекислий газ, Який рослини постійно поглинають із зовнішнього середовища через продихи в листі. Процеси темновой фази проходять в стромі хлоропласта. Оскільки на даному етапі не потрібно багато сонячної енергії і буде досить одержані в ході світлової фази АТФ і НАДФ · Н2, реакції в організмах можуть протікати і вдень, і вночі. Процеси на цій стадії відбуваються швидше, ніж на попередній.
Сукупність усіх процесів, що відбуваються в темновой фазі, представлена \u200b\u200bу вигляді своєрідної ланцюжка послідовних перетворень вуглекислоти, що надійшла з зовнішнього середовища:
- 1.Першою реакцією в такому ланцюжку є фіксація вуглекислого газу. Наявність ферменту РіБФ-карбоксилаза сприяє швидкому і плавному перебігові реакції, в результаті якої відбувається утворення шестіуглеродних з'єднання, що розпадається на 2 молекули фосфоглицериновой кислоти;
- 2.Потім відбувається досить складний цикл, що включає ще певна кількість реакцій, по завершенні яких фосфогліцеріновая кислота перетворюється в природний цукор - глюкозу. Цей процес називають циклом Кальвіна;
Разом з цукром також відбувається формування жирних кислот, амінокислот, гліцерину і нуклеотидів.
суть фотосинтезу
З таблиці порівнянь світловий і темнової фаз природного синтезу можна коротко описати суть кожної з них. Світлова фаза відбувається в гранах хлоропласта з обов'язковим включенням в реакції світлової енергії. У реакціях задіяні такі компоненти як білки, які переносять електрони, АТФ-синтетаза і хлорофіл, які при взаємодії з водою утворюють вільний кисень, АТФ і НАДФ · Н2. Для темновой фази, яка відбувається в стромі хлоропласта, сонячне світло не є обов'язковим. Утворені на минулому етапі АТФ і НАДФ · Н2 при взаємодії з вуглекислотою формують природний цукор (глюкозу).
Як видно з вищевикладеного, фотосинтез постає досить складним і багатоступеневим явищем, що включає безліч реакцій, в яких задіяні різні речовини. В результаті природного синтезу виходить кисень, необхідний для дихання живих організмів і захисту їх від ультрафіолетової радіації за допомогою освіти озонового шару.
Основні поняття і ключові терміни: фотосинтез. Хлорофіл. Світлова фаза. Темнова фаза.
Згадайте! Що таке пластичний обмін?
Подумайте!
Зелений колір досить часто згадується в віршах поетів. Так, у Богдана-Ігоря Анто-Нича є рядки: «... поезії кипучої і мудрої, як зелень», «... заметіль зелені, пожежа зелені»,
«... рослинних річок піднімається зелене повінь». Зелений колір - це колір оновлення, символ молодості, спокою, колір природи.
А чому рослини зелені?
Які умови фотосинтезу?
Фотосинтез (від грец. Фото - світло, сінтезіс - поєднання) - надзвичайно складна сукупність процесів пластичного обміну. Вчені виділяють три типи фотосинтезу: кисневий (з виділенням молекулярного кисню у рослин і ціанобактерій), безкисневий (за участю бактериохлорофилла в анаеробних умовах без виділення кисню у фотобактерій) і бесхлорофіловий (за участю бактери-ородопсінов у архей). На глибині 2,4 км виявлені зелені сірчані бактерії GSB1, які замість сонячного світла використовують слабкі промені чорних курців. Але, як писав К. Свенсон в монографії, присвяченій клітинам: «Первинним джерелом енергії для живої природи є енергія видимого світла».
Найбільш поширеним в живій природі є кисневий фотосинтез, для якого необхідні енергія світла, вуглекислий газ, вода, ферменти і хлорофіл. Світло для фотосинтезу поглинається хлорофілом, вода доставляється в клітини крізь пори клітинної стінки, вуглекислий газ надходить в клітини шляхом дифузії.
Основними фотосинтезуючими пігментами є хлорофіли. Хлорофілом (від грец. Хлорос - зелений і филон - листок) -зелёние пігменти рослин, за участю яких відбувається фотосинтез. Зелений колір хлорофілу - це пристосування для поглинання синіх променів і частково червоних. А зелені промені відбиваються від тіла рослин, потрапляють на сітківку ока людини, дратують колбочки і викликають кольорові зорові відчуття. Ось чому рослини зелені!
Крім хлорофілів у рослин є допоміжні каротиноїди, у ціанобактерій і червоних водоростей - фікобіліни. зелені
і пурпурні бактерії містять бактеріохлорофіл, що поглинають сині, фіолетові і навіть інфрачервоні промені.
Фотосинтез відбувається у вищих рослин, водоростей, ціанобактерій, деяких архей, тобто у організмів, відомих як фото-автотрофи. Фотосинтез у рослин здійснюється в хлоропластах, у ціанобактерій і фотобактерій - на внутрішніх впячивания мембран з фотопигментами.
Отже, Фотосинтез - процес утворення органічних сполук з неорганічних з використанням світлової енергії і за участю фотосинтезирующих пігментів.
Які особливості світловий і темнової фаз фотосинтезу?
В процесі фотосинтезу виділяють дві стадії - світлову та темно-ву фази (мул. 49).
Світлова фаза фотосинтезу відбувається в гранах хлоропластів за участю світла. Ця стадія починається з моменту поглинання квантів світла молекулою хлорофілу. При цьому електрони атома магнію в молекулі хлорофілу переходять на більш високий енергетичний рівень, накопичуючи потенційну енергію. Значна частина порушених електронів передає її іншим хімічним сполукам для освіти АТФ і відновлення НАДФ (нікотинамід-аденіндінуклеотідфосфат). Це з'єднання з таким довгим назвою є універсальним біологічним переносником водню в клітині. Під дією світла відбувається процес розкладання води - фотоліз. При цьому утворюються електрони (е "), протони (Н +) і як побічний продукт молекулярний кисень. Протони водню Н +, приєднуючи електрони з високим енергетичним рівнем, перетворюються в атомарний водень, який використовується для відновлення НАДФ + до НАДФ. Н. Таким чином, основними процесами світловий фази є: 1) фотоліз води (розщеплення води під дією світла з утворенням кисню); 2) відновлення НАДФ (приєднання до НАДФ атома водню); 3) фотофосфорилювання (утворення АТФ з АДФ).
Отже, світлова фаза - сукупність процесів, що забезпечують утворення молекулярного кисню, атомарного водню і АТФ за рахунок світлової енергії.
Темнова фаза фотосинтезу відбувається в стромі хлоропластів. Її процеси не залежать від світла і можуть протікати як на світлі, так і в темряві, в залежності від потреб клітини в глюкозі. Основою темновой фази є циклічні реакції під назвою циклу фіксації вуглекислого газу, або циклу Кальвіна. Цей процес вперше вивчив американський біохімік Мелвін Кальвін (1911 - 1997), лауреат Нобелівської премії з хімії (1961). У темновой фазі з вуглекислого газу, водню від НАДФ і енергії АТФ синтезується глюкоза. Реакції фіксації СО 2 каталізує рібулозобісфосфаткар-боксілаза (Rubisco) - найпоширеніший фермент на Землі.
Отже, темновая фаза - сукупність циклічних реакцій, які завдяки хімічної енергії АТФ забезпечують утворення глюкози з використанням вуглекислого газу, що є джерелом вуглецю, і води - джерела водню.
У чому полягає планетарна роль фотосинтезу?
Значення фотосинтезу для біосфери важко переоцінити. Саме завдяки цьому процесу світлова енергія Сонця перетворюється фото-автотрофами в хімічну енергію вуглеводів, які в загальному дають первинне органічна речовина. З нього починаються ланцюга харчування, за якими енергія передається гетеротрофних організмів. Рослини служать кормом травоїдним тваринам, які отримують за рахунок цього необхідні поживні речовини. Потім травоїдні тварини стають їжею для хижаків, їм також необхідна енергія, без якої життя неможливе.
Тільки незначна частина енергії Сонця вловлюється рослинами і використовується для фотосинтезу. Енергія Сонця в основному йде на випаровування і підтримання температурного режиму земної поверхні. Отже, тільки близько 40 - 50% енергії Сонця проникає в біосферу, і тільки 1 - 2% сонячної енергії перетворюється в синтезоване органічна речовина.
Зелені рослини та ціанобактерії впливають на газовий склад атмосфери. Весь кисень сучасної атмосфери є продуктом фотосинтезу. Формування атмосфери повністю змінило стан земної поверхні, зробило можливою появу аеробного дихання. Надалі в процесі еволюції, після утворення озонового шару, живі організми здійснили вихід на сушу. Крім того, фотосинтез перешкоджає накопиченню СО 2, захищає планету від перегрівання.
Отже, фотосинтез має планетарне значення, забезпечуючи існування живої природи планети Земля.
ДІЯЛЬНІСТЬ Завдання на зіставлення
За допомогою таблиці порівняйте фотосинтез з аеробних диханням і зробіть висновок про взаємозв'язок пластичного і енергетичного обміну.
Порівняльна характеристика ФОТОСИНТЕЗУ І аеробного дихання
Завдання на застосування знань
Розпізнайте і назвіть рівні організації процесу фотосинтезу у рослин. Назвіть пристосування рослинного організму до фотосинтезу на різних рівнях його організації.
Немає коментарів:
Дописати коментар