Svetelná fáza fotosyntézy

Svetelná fáza fotosyntézy je proces, v ktorom je potrebné slnečné svetlo na transformáciu oxidu uhličitého na kyslík

Aká je svetelná fáza fotosyntézy?

Ten fáza svetelná fotosyntéza Je to prvá časť fotosyntetického procesu, ktorá vyžaduje, aby prítomnosť svetla získala chemickú energiu vo forme ATP a NADPH. Z disociácie molekúl vody bude generovať kyslík.

Biochemické reakcie sa vyskytujú v chloroplastových tilalakoidoch, kde sa nachádzajú fotosyntetické pigmenty, ktoré sú nadšený svetlom. Toto sú chlorofyl do, Chlorofyl b a karotenoidy.

Pre reakcie závislé od svetla je potrebných niekoľko prvkov. Je potrebný zdroj svetla vo viditeľnom spektre. Podobne je potrebná prítomnosť vody.

Svetelná fáza fotosyntézy má ako konečný produkt tvorba ATP (adenozín tryfosfát) a NADPH (nikotínamid a adenín dyukleotid fosfát).

Tieto molekuly sa používajú ako zdroj energie na fixovanie CO₂ v tmavej fáze. Tiež počas tejto fázy je uvoľnená alebo₂, produkt prasknutia molekuly H₂o.

Požiadavky

Aby sa mohli vyskytnúť reakcie závislé od svetla vo fotosyntéze, je potrebné porozumieť vlastnostiam svetla. Je tiež potrebné poznať štruktúru príslušných pigmentov.

Svetlo

Svetlo má vlastnosti vlny a častíc. Energia dosahuje Zem od slnka vo forme vĺn rôznych dĺžok, známa ako elektromagnetické spektrum.

Približne 40% svetla, ktoré dosahuje planétu, je viditeľné svetlo. Toto sa nachádza vo vlnových dĺžkach medzi 380-760 nm. Zahŕňa všetky farby dúhy, každá s charakteristickou vlnovou dĺžkou.

Najúčinnejšie vlnové dĺžky pre fotosyntézu sú ruky fialovej až modrej (380-470 nm) a červenooranžovej červenej farby (650-780 nm).

Svetlo má tiež vlastnosti častíc. Tieto častice sa nazývajú fotóny a sú spojené so špecifickou vlnovou dĺžkou. Energia každého fotónu je nepriamo úmerná jeho vlnovej dĺžke. Pri kratšej vlnovej dĺžke, väčšia energia.

Môže vám slúžiť: Ectomicorrizas a endomicorrizas: hlavné charakteristiky

Keď molekula absorbuje fotón svetelného energie, jeden z jeho elektrónov je pod napätím. Elektrón môže opustiť atóm a môže byť prijatý akceptorovou molekulou. Tento proces sa vyskytuje vo svetlej fáze fotosyntézy.

Pigmenty

V tilalakoidnej membráne (štruktúra chloroplastov) sú rôzne pigmenty znázornené so schopnosťou absorbovať viditeľné svetlo. Rôzne pigmenty absorbujú rôzne vlnové dĺžky. Tieto pigmenty sú chlorofyl, karotenoidy a ficobilíny.

Karotenoidy dávajú v rastlinách žlté a oranžové farby prítomné. Ficobilíny sa nachádzajú v cyanobaktériách a červených rianoch.

Chlorofyl sa považuje za hlavný fotosyntetický pigment. Táto molekula má dlhé hydrofóbne uhľovodíky, ktoré ju udržujú spolu s tilakoidnou membránou. Okrem toho má porfyrínový kruh, ktorý obsahuje atóm horčíka. V tomto kruhu je ľahká energia absorbovaná.

Existujú rôzne typy chlorofylu. Chlorofyl do Je to pigment, ktorý zasahuje priamo do ľahkých reakcií. Chlorofyl b Absorbovať svetlo na inú vlnovú dĺžku a prenáša túto energiu na chlorofyl do.

V chloroplaste je približne trikrát viac chlorofylu do Čo chlorofyl b.

Mechanizmus

Fotosystémy

Molekuly chlorofylu a iné pigmenty sú organizované v tilalakoidoch vo fotosyntetických jednotkách.

Každá fotosyntetická jednotka sa skladá z 200-300 molekúl chlorofylu do, malé množstvo chlorofylu b, karotenoidy a bielkoviny. Uvádza sa oblasť nazývaná reakčné centrum, čo je miesto, ktoré využíva svetelnú energiu.

Ostatné prítomné pigmenty sa nazývajú anténne komplexy. Majú funkciu zachytávania a odovzdávania svetla do reakčného centra.

Existujú dva typy fotosyntetických jednotiek, nazývané fotosystémy. Líšia sa v tom, že ich reakčné centrá sú spojené s rôznymi proteínmi. Spôsobujú mierne posunutie v ich absorpčnom spektrách.

Môže vám slúžiť: bežné huby: charakteristiky, vlastnosti, reprodukcia

Vo fotosystém I, chlorofyll do spojené s reakčným centrom má absorpčný vrchol 700 nm (P₇₀₀). Vo fotosystém II sa absorpčný vrchol vyskytuje pri 680 nm (P₆₈₀).

Fotolýza

Počas tohto procesu dochádza k prasknutiu molekuly vody. Zúčastnite sa PhotoStem II. Fotón svetla ovplyvňuje molekulu P₆₈₀ a riadi elektrón na vyššej úrovni energie.

Vzrušené elektróny prijímajú molekula škaredej, ktorá je stredným akceptorom. Následne prechádzajú cez tilakoidnú membránu, kde sú akceptované molekulami plastochinónu. Elektróny sa konečne podávajú P₇₀₀ fotosystému i.

Elektróny, ktoré boli postúpené p₆₈₀ Sú nahradené ostatnými z vody. Na rozbitie molekuly vody je potrebný proteín obsahujúci mangán (z proteín).

Keď je H₂o zlomený, uvoľnia sa dva protóny (h⁺) a kyslík. Vyžaduje sa, aby sa rozdelili dve molekuly vody tak, aby sa uvoľnila molekula O₂.

Fotofosforylácia

Existujú dva typy fotofosforylácie podľa smeru elektrónového toku.

Necyklická fotofosforylácia

V rovnakom zasahovaní do fotosystému I a II. Nazýva sa to necyklické, pretože tok elektrónov je v jednom zmysle.

Keď dôjde k excitácii chlorofylových molekúl, elektróny sa presunú cez reťazec transportu elektrónov.

Začína sa vo fotosystéme I, keď je fotón svetla absorbovaný molekulou P₇₀₀. Excitovaný elektrón sa prenáša na primárny akceptor (FE-S), ktorý obsahuje železo a sulfid.

Potom prejde molekula ferredoxínu. Následne elektrón ide do molekuly dopravníka (FAD). To ho dáva molekule NADP⁺ To ho redukuje na Nadph.

Môže vám slúžiť: Fotonastia

Elektróny priradené fotosystémom II vo fotolýze nahradia výrobky priradené P₇₀₀. K tomu dochádza prostredníctvom transportného reťazca tvoreného pigmentom obsahujúcim železo (cytochrómy). Okrem toho zasahujú plastocyany (proteíny, ktoré prezentujú meď).

Počas tohto procesu sa vyskytujú molekuly NADPH aj ATP. Na tvorbu ATP Enzým Atpsintease zasahuje.

Cyklická fotofosforylácia

Stáva sa to iba vo fotosystéme i. Keď molekuly reakcie Pem₇₀₀ Sú nadšení, elektróny sú prijímané molekulou P₄₃₀.

Následne sú elektróny začlenené do transportného reťazca medzi dvoma fotosystémami. V tomto procese sa vyrábajú molekuly ATP. Na rozdiel od necyklickej fotofosforylácie sa NADPH nevyrába ani neuvoľňuje alebo₂.

Na konci procesu prenosu elektrónov sa vracajú do fotosystémového reakčného centra I. Preto sa cyklická fotofosforylácia nazýva.

Konečné výrobky

Na konci svetelnej fázy sa uvoľní kyslík (alebo₂) do životného prostredia ako produktu fotolýzy. Tento kyslík ide do atmosféry a používa sa pri dýchaní aeróbnych organizmov.  

Ďalším konečným produktom svetelnej fázy je NADPH, koenzým (súčasť ne ​​-proteínového enzýmu), ktorý sa bude zúčastňovať fixácie CO₂ počas cyklu Calvin (tmavá fáza fotosyntézy).

ATP je nukleotid používaný na získanie potrebnej energie potrebnej v metabolických procesoch živých bytostí. Toto sa konzumuje v syntéze glukózy.

Odkazy

1. Šalamún, e., L. Berg a d. Martín (1999). biológia. MRAGRAW-HILL. 
2. Sarn, K. (1997). Úvodná biológia rastlín. Vydavatelia WC Brown. 
3. Yamori, w., Tón. Shikanai a a. Makino (2015). Fotosystém I cyklický elektrónový prietok prostredníctvom chloroplastu NADH dehydrogenázy podobný komplexu vykonáva fyziologickú úlohu pre fotosyntézu na nízkom svetle. Prírodná vedecká správa.