Tmavá fáza fotosyntézy

Tmavá fáza fotosyntézy je biochemický proces, prostredníctvom ktorého rastliny premenia oxid uhličitý na glukózu

Aká je temná fáza fotosyntézy?

Ten tmavá fáza fotosyntézy Je to biochemický proces, ktorým rastliny premenia oxid uhličitý na glukózu. Je to povedané tma, pretože svetlo nie je potrebné pre tento proces. Je tiež známa ako fáza fixácie uhlíka alebo cyklus Calvin-Benson. Tento proces sa vyskytuje v Stroma chloroplastov.

V tmavej fáze je chemická energia poskytovaná výrobkami generovanými v svetelnej fáze. Tieto výrobky sú molekuly energie ATP (adenozín tfosfát) a NADPH (redukovaný elektrónový nosič).

Základnou surovinou pre proces v tmavej fáze je uhlík, ktorý sa získa z oxidu uhličitého. Konečným produktom sú uhľohydráty alebo jednoduché cukry.

Tieto získané zlúčeniny uhlíka sú základným základom organických štruktúr živých bytostí.

Charakteristiky temnej fázy fotosyntézy

- Nazýva sa tma tým, že nevyžaduje priamu účasť slnečného žiarenia pre jeho vývoj. Tento cyklus sa vyskytuje počas dňa alebo v noci.

- Temná fáza sa vyvíja hlavne v stróme chloroplastu vo väčšine fotosyntetických organizmov. Stroma je matica, ktorá zapĺňa vnútornú dutinu chloroplastu okolo tilakoidného systému (kde sa vykonáva svetlá fáza).

- V stróme sú enzýmy potrebné na to, aby sa došlo k tmavej fáze. Najdôležitejšie z týchto enzýmov je Rubisco (Ribulous Bifosfát karboxyláza/oxygenáza), najhojnejší proteín, ktorý predstavuje 20 až 40% všetkých existujúcich rozpustných proteínov.

Mechanizmy

Uhlík potrebný pre tento proces je vo forme CO₂ (oxid uhličitý) v prostredí. V prípade rias a cyanobaktérií sa CO₂ rozpustí v okolitej vode. V prípade rastlín dosahuje CO₂ fotosyntetické bunky prostredníctvom stomaty (epidermálne bunky).

Môže vám slúžiť: popol

Cyklus Calvin-Benson

Tento cyklus má niekoľko reakcií:

Počiatočná reakcia

CO₂ Pozerá sa na akceptorovú zlúčeninu piatich uhlíkov (Ribulosa 1,5-bifosfát alebo Rubp). Tento proces je katalyzovaný enzýmom Rubisco. Výsledná zlúčenina je molekula šiestich karbónov.

Rýchlo sa zlomí a vytvára dve zlúčeniny troch uhlíkov (3-fosfoglycerát alebo 3pg).

Druhý proces

V týchto reakciách sa používa energia poskytnutá ATP z svetelnej fázy. Fosforylácia podporovaná energiou ATP a proces redukcie sprostredkovaného NADPH. 3-fosfoglycerát sa teda redukuje na glyceraldehyd 3-fosfát (G3P).

G3P je trojkarbónový fospatadský cukor, ktorý sa tiež nazýva Triosa fosfát. Iba šiesta časť 3-fosfátového glyceraldehydu (G3P) sa transformuje na cukry ako produkt cyklu.

Tento fotosyntetický metabolizmus sa nazýva C3, pretože získaný základný produkt je trojkarbónový cukor.

Záverečný proces

Časti G3P, ktoré sa neformujú na cukry, sa spracúvajú tak, aby tvorili monofosfátovú ribkulóznu (bump). Rump je stredný produkt, ktorý sa transformuje na rebround 1,5-bifosfát (rubp). Týmto spôsobom je prijatý CO₂ RETAKOVANÝ A cyklus Kelvin-Benson sa zatvára.

Z celkového Rubp vyrobeného v cykle na typickom liste sa iba jedna tretina stane škrobom. Tento polysacharid je uložený v chloroplaste ako zdroj glukózy.

Ďalšia časť sa premieňa na sacharózu (disacharid) a transportuje sa do iných orgánov rastliny. Následne sa sacharóza hydrolyzuje za vzniku monosacharidov (glukóza a plodné).

Ostatné fotosyntetické metabolizmy

V konkrétnych podmienkach prostredia sa vyvíjal fotosyntetický proces rastlín a stal sa efektívnejším. To viedlo k výskytu rôznych metabolických trás na získanie cukrov.

Môže vám slúžiť: Western Tuja: Charakteristiky, biotop, homeopatia, kultivácia

Metabolizmus C4

V teplých prostrediach sú listové dostihy zatvorené počas dňa, aby sa predišlo strate vodnej pary. Preto koncentrácia CO₂ v liste klesá vo vzťahu k kyslíku (alebo₂). Enzým Rubisco má dvojitú afinitu substrátu: CO₂ a O₂.

Pri nízkych koncentráciách CO₂ a vysoké₂, Rubisco katalyzuje kondenzáciu O₂. Tento proces sa nazýva fotorerspirácia a znižuje fotosyntetickú účinnosť. Na boj proti fotorerspirácii vyvinuli niektoré tropické prostredie konkrétnu fotosyntetickú anatómiu a fyziológiu.

Počas metabolizmu C4 je uhlík fixovaný v mezofylových bunkách a cyklus Calvin-Benson sa vyskytuje v chlorofylianových plášťoch. Fixácia CO₂ sa vyskytuje počas noci. Nestane sa to v stróme chloroplastu, ale v cytosóle mezofylových buniek.

Fixácia CO₂ sa vyskytuje karboxylačnou reakciou. Enzým, ktorý katalyzuje reakciu, je fosfoenolpyruvát karboxyláza (PEP-karboxyláza), ktorá nie je citlivá na nízke koncentrácie CO₂ V bunke.

Co -akceptorová molekula je kyselina fosfoenolpitúvová (PEPA). Získaný medziprodukt je kyselina oxalooctová alebo oxalacetát. Oxalacetát sa redukuje na malata u niektorých druhov rastlín alebo aspartátu (aminokyselina) v iných.

Následne sa zlo presunie do vaskulárnych fotosyntetických buniek. Tu je dekarboxylovaný a pyruvát a CO₂ sa vyskytuje.

CO₂ vstupuje do cyklu Calvin-Benson a reaguje s Rubisco za vzniku PGA. Pyruvát sa vracia do mezofylových buniek, kde reaguje s ATP na regeneráciu akceptora oxidu uhličitého.

Metabolizmus

Kyslý metabolizmus Crrasulaceae (CAM) je ďalšou stratégiou fixácie CO₂. Tento mechanizmus sa vyvinul nezávisle v rôznych skupinách sukulentných rastlín.

Môže vám to slúžiť: Dicotyledonous

Rastliny CAM používajú cestu C3 aj C4, ako v rastlinách C4. Ale oddelenie oboch metabolizmov je dočasné.

CO₂ je nastavený v noci aktivitou PEP-karboxylázy v cytosóle a tvorí oxalacetát. Oxalacetát sa redukuje na Malata, ktorý sa ukladá vo vakuolách ako formálna kyselina.

Následne, v prítomnosti svetla, sa kyselina malovo získava z vakuoly. Je dekarboxylovaný a CO₂ sa prenáša do Rubp cyklu Calvin-Benson vo vnútri tej istej bunky.

Rastliny CAM majú fotosyntetické bunky s veľkými vakuolmi, v ktorých sa ukladá kyselina rican, a chloroplasty, kde sa spoločné z hudobnej kyseliny transformujú na uhľohydráty.

Konečné výrobky

Na konci temnej fázy fotosyntézy sa vyrábajú rôzne cukry. Sacharóza je stredný produkt, ktorý sa rýchlo mobilizuje z listov do iných častí rastliny. Môže sa použiť priamo na získanie glukózy.

Škrob sa používa ako rezervná látka. Môže sa hromadiť na plachte alebo sa prepravovať do iných orgánov, ako sú stonky a korene. Sa udržiava, kým sa nevyžaduje v rôznych častiach rastliny. Je uložený v špeciálnych plastidoch, nazývaný amyloplast.

Výrobky získané z tohto biochemického cyklu sú pre rastlinu nevyhnutné. Produkovaná glukóza sa používa ako zdroj uhlíka na vytvorenie zlúčenín, ako sú aminokyseliny, lipidy alebo nukleové kyseliny.

Na druhej strane, cukry produktu generovanej tmavej fázy predstavujú základňu potravinového reťazca. Tieto zlúčeniny predstavujú balíčky solárnej energie transformované na chemickú energiu, ktoré používajú všetky živé organizmy.

Odkazy

1. Raven, P.H., R.F. Evert a S.A. Eichhorn (1999). Biológia rastlín. WH Freeman and Company Worth vydavateľov.
2. Šalamún, e.P., L.R. Berg a d.W. Martin (2001). biológia. McGraw-Hill Inter-American.