3 ETAPY FOTOSYNTEZY I ICH CHARAKTERYSTYKA - BIOLOGIA - 2026

Te etapy procesu fotosyntezy można podzielić w zależności od ilości światła słonecznego roślina otrzymuje. Fotosynteza to proces, w którym odżywiają się rośliny i algi. Proces ten polega na przekształceniu światła w energię niezbędną do przetrwania.

W przeciwieństwie do ludzi, którzy do przeżycia potrzebują czynników zewnętrznych, takich jak zwierzęta lub rośliny, rośliny mogą wytwarzać własne pożywienie poprzez fotosyntezę. Nazywa się to odżywianiem autotroficznym.

Słowo fotosynteza składa się z dwóch słów: foto i synteza. Zdjęcie to mieszanka światła i syntezy. Dlatego proces ten dosłownie zamienia światło w żywność. Organizmy zdolne do syntetyzowania substancji w celu wytworzenia pożywienia, a także rośliny, algi i niektóre bakterie nazywane są autotrofami.

Fotosynteza wymaga światła, dwutlenku węgla i wody. Dwutlenek węgla z powietrza dostaje się do liści rośliny przez znajdujące się w nich pory. Z drugiej strony woda jest wchłaniana przez korzenie i przemieszcza się, aż dotrze do liści, a światło zostanie pochłonięte przez pigmenty liści.

W tych fazach pierwiastki fotosyntezy, woda i dwutlenek węgla, dostają się do rośliny, a produkty fotosyntezy, tlen i cukier opuszczają roślinę.

Fazy ​​/ etapy fotosyntezy

Po pierwsze, energia światła jest pochłaniana przez białka zawarte w chlorofilu. Chlorofil to pigment występujący w tkankach roślin zielonych; fotosynteza zwykle zachodzi w liściach, szczególnie w tkance zwanej mezofilem.

Każda komórka tkanki mezofilnej zawiera organizmy zwane chloroplastami. Organizmy te są przeznaczone do przeprowadzania fotosyntezy. Struktury zwane tylakoidami, które zawierają chlorofil, są zgrupowane w każdym chloroplastu.

Pigment ten absorbuje światło, dlatego jest odpowiedzialny głównie za pierwszą interakcję między rośliną a światłem.

W liściach znajdują się małe pory zwane szparkami. Są odpowiedzialne za umożliwienie rozprzestrzeniania się dwutlenku węgla w tkance mezofilnej i ucieczkę tlenu do atmosfery. Zatem fotosynteza przebiega w dwóch etapach: w fazie jasnej i fazie ciemnej.

- Faza lekka

Faza jasna i faza ciemna. Maulucioni, źródło Wikimedia Commons

Reakcje te zachodzą tylko wtedy, gdy jest obecne światło i zachodzą w błonie tylakoidów chloroplastów. W tej fazie energia pochodząca ze światła słonecznego jest przekształcana w energię chemiczną. Ta energia będzie używana jak benzyna, aby móc składać cząsteczki glukozy.

Przekształcenie w energię chemiczną zachodzi poprzez dwa związki chemiczne: ATP lub cząsteczkę przechowującą energię oraz NADPH, który przenosi zredukowane elektrony. To właśnie podczas tego procesu cząsteczki wody zamieniają się w tlen, który znajdujemy w środowisku.

Energia słoneczna jest przekształcana w energię chemiczną w kompleksie białek zwanym fotosystemem. Istnieją dwa fotosystemy, oba znajdują się w chloroplastach. Każdy fotosystem zawiera wiele białek, które zawierają mieszaninę cząsteczek i pigmentów, takich jak chlorofil i karotenoidy, dzięki czemu możliwa jest absorpcja światła słonecznego.

Z kolei pigmenty fotosystemów działają jak nośnik do kierowania energii, przenosząc ją do centrów reakcji. Kiedy światło przyciąga pigment, przekazuje energię do pobliskiego pigmentu. Ten pobliski pigment może również przekazywać tę energię do innego pobliskiego pigmentu i proces jest sukcesywnie powtarzany.

Te fazy świetlne zaczynają się w fotosystemie II. Tutaj do podziału wody używana jest energia świetlna.

W procesie tym uwalniane są elektrony, wodór i tlen, a naładowane energią elektrony transportowane są do fotosystemu I, gdzie uwalnia się ATP. W fotosyntezie tlenowej pierwszym elektronem donorem jest woda, a powstały tlen będzie odpadem. W fotosyntezie beztlenowej wykorzystuje się kilka elektronów donorowych.

W fazie świetlnej energia światła jest wychwytywana i tymczasowo przechowywana w chemicznych cząsteczkach ATP i NADPH. ATP zostanie rozbity, aby uwolnić energię, a NADPH przekaże swoje elektrony, aby przekształcić cząsteczki dwutlenku węgla w cukry.

- Faza ciemna

W fazie ciemnej dwutlenek węgla z atmosfery jest wychwytywany w celu zmodyfikowania go po dodaniu wodoru do reakcji.

W ten sposób ta mieszanina utworzy węglowodany, które zostaną wykorzystane przez roślinę jako pokarm. Nazywa się to fazą ciemną, ponieważ światło nie jest bezpośrednio potrzebne do jej zajścia. Ale pomimo faktu, że światło nie jest konieczne do zajścia tych reakcji, proces ten wymaga ATP i NADPH, które powstają w fazie świetlnej.

Ta faza występuje w zrębie chloroplastów. Dwutlenek węgla wnika do wnętrza liści przez warstwy chloroplastu. Atomy węgla są używane do budowy cukrów. Proces ten odbywa się dzięki ATP i NADPH powstałym w poprzedniej reakcji.

Reakcje fazy ciemnej

Po pierwsze, cząsteczka dwutlenku węgla jest łączona z cząsteczką receptora węgla zwaną RuBP, w wyniku czego powstaje niestabilny 6-węglowy związek.

Związek ten natychmiast zostaje podzielony na dwie cząsteczki węgla, które otrzymują energię z ATP i wytwarzają dwie cząsteczki zwane BPGA.

Następnie jeden elektron z NADPH jest łączony z każdą z cząsteczek BPGA, tworząc dwie cząsteczki G3P.

Te cząsteczki G3P zostaną użyte do stworzenia glukozy. Niektóre cząsteczki G3P zostaną również użyte do uzupełnienia i przywrócenia RuBP, niezbędnego do kontynuacji cyklu.

Znaczenie fotosyntezy

Fotosynteza jest ważna, ponieważ wytwarza pokarm dla roślin i tlen. Bez fotosyntezy nie byłoby możliwe spożycie wielu owoców i warzyw niezbędnych w diecie człowieka. Ponadto wiele zwierząt konsumowanych przez ludzi nie mogło przeżyć bez odżywiania się roślinami.

Z drugiej strony tlen wytwarzany przez rośliny jest niezbędny do przetrwania całego życia na Ziemi, w tym ludzi. Fotosynteza jest również odpowiedzialna za utrzymanie stabilnych poziomów tlenu i dwutlenku węgla w atmosferze. Bez fotosyntezy życie na Ziemi nie byłoby możliwe.

Bibliografia

1. Otwórz Stax. Omówienie fotosyntezy. (2012). Uniwersytet Rice. Odzyskany z: cnx.org.
2. Farabee, MJ. Fotosynteza. (2007). Estrella Mountain CommunityCollege. Odzyskany z: 2.estrellamountain.edu.
3. „Fotosynteza” (2007). McGraw Hill Encyclopedia of Science and Technology, wyd. Vol. 13. Pobrane z: en.wikipedia.org.
4. Wprowadzenie do fotosyntezy. (2016). Khan academy. Odzyskane z: khanacademy.org.
5. „Procesy reakcji zależnych od światła” (2016). BoundlessBiology. Odzyskany z: boundless.com.
6. Berg, JM, Tymoczko, JL i Stryer, L. (2002). „Akcesoriumpigmenty funnelenergyintoreaction centres” Biochemistry. Odzyskany z: ncbi.nlm.nih.gov.
7. Koning, RE (1994) „Calvin Cycle”. Odzyskany z: plantphys.info.
8. Fotosynteza u roślin. FotosyntezaEdukacja. Odzyskane z: photosynthesiseducation.com.
9. „Co by się stało, gdyby ziemia nie miała fotosyntezy?” University of California, Santa Barbara. Odzyskany z: scienceline.ucsb.edu.