Bilim

Fotosentez Bileşenleri

Posted on
Yazar: Laura McKinney
Yaratılış Tarihi: 4 Nisan 2021
Güncelleme Tarihi: 18 Kasım 2024
Anonim
8.2 7dk’da FOTOSENTEZ
Video: 8.2 7dk’da FOTOSENTEZ

İçerik

Bitkiler şüphesiz ki hayvanlar aleminin dışındaki en sevilen canlılardır. Bitkilerin dünyadaki insanları besleyebilmelerinin yanı sıra - meyveler, sebzeler, kuruyemişler ve tahıllar olmadan, siz veya bu makalenin var olma olasılığı düşük - bitkiler güzelliği ve her türlü insan seremonisindeki rolleri için saygı duyuyorlar. Hareket etme veya yemek yeme yeteneği olmadan bunu yapmayı başarmaları gerçekten dikkat çekicidir.

Bitkiler, aslında, büyümek, hayatta kalmak ve üremek için tüm yaşam formlarının yaptığı aynı temel molekülü kullanır: küçük, altı karbonlu, halka şeklindeki karbonhidrat glikoz. Fakat bu şekerin kaynaklarını yemek yerine, yerine yaparlar. Bu nasıl mümkün olabilir ve böyle olduğu göz önüne alındığında, neden insanlar ve diğer hayvanlar aynı şeyi yapmaz ve kendilerini yiyecek aramak, toplamak, depolamak ve tüketmekle uğraşmazlar.

Cevap fotosentezbitki hücrelerinin glikoz yapmak için güneş ışığından enerji kullandığı kimyasal reaksiyonlar serisi. Bitkiler daha sonra kendi ihtiyaçları için bazı glikoz kullanırlar, gerisi diğer organizmalar için uygun kalır.

Fotosentez Bileşenleri

Zeki öğrenciler, "Bitkilerde fotosentez sırasında, bitkinin ürettiği şeker molekülündeki karbonun kaynağı nedir?" Diye sormak hızlı olabilir. “Güneşten gelen enerjinin” ışıktan oluştuğunu ve o ışığın canlı sistemlerde en sık bulunan molekülleri oluşturan elementlerden hiçbirini içermediğini farz etmek için fen bilimlerine ihtiyacınız yoktur. (Işık oluşur fotonlarelementlerin periyodik cetvelinde bulunmayan kütlesiz partiküllerdir.)

Çeşitli fotosentez parçalarını tanıtmanın en kolay yolu, tüm süreci özetleyen kimyasal formülle başlamaktır.

6 H2O + 6 CO2 → C6'H12Ö6+6 O2

Bu nedenle fotosentezin hammaddesi sudur (H2O) ve karbondioksit (CO2(her ikisi de zemin üzerinde ve atmosferde bol miktarda bulunurken, ürünler glikozdur (C).6'H12Ö6) ve oksijen gazı (O2).

Fotosentezin Özeti

Bileşenleri müteakip bölümlerde detaylı olarak tarif edilen fotosentez işleminin şematik bir özeti aşağıdaki gibidir. (Şimdilik, aşina olamayacağınız kısaltmalar için endişelenmeyin.)

Bu adımların ilk dördü, çalışması için kesinlikle güneş ışığına güvendikleri için ışık reaksiyonları veya ışığa bağlı reaksiyonlar olarak bilinir. Buna karşılık, Calvin döngüsü karanlık reaksiyonIşık bağımsız reaksiyonlar olarak da bilinir. Adından da anlaşılacağı gibi, karanlık reaksiyon bir ışık kaynağı olmadan çalışabilir, ilerlemek için ışığa bağlı reaksiyonlarda yaratılan ürünlere dayanır.

Yapraklar Fotosentezi Nasıl Destekler?

İnsan derisinin enine kesitini gösteren bir şemaya hiç baktıysanız (yani, yüzeyden cildin hangi doku ile birleştiğine bakarsanız, yandan nasıl göründüğünü gösterir). cildin farklı katmanlar içerdiğini belirtmiş olabilir. Bu tabakalar ter bezleri ve saç kökleri gibi farklı konsantrasyonlarda farklı bileşenler içerir.

Bir yaprağın anatomisi benzer bir şekilde düzenlenir, ancak yapraklar dış dünyaya bakar. iki taraf. Yaprağın üst kısmından (ışığa en sık bakan biri olarak kabul edilir) alt tarafa geçerek, katmanlar arasında kütikül, mumsu, ince bir koruyucu kaplama; üst epidermis; mezofil; alt epidermis; ve bir ikinci manikür katmanı.

Mesophyll kendisi bir üst içerir çit Düzgün sütunlarda düzenlenmiş hücreleri ve bir alt süngersi daha az hücreye ve aralarında daha büyük bir aralığa sahip olan katman. Fotosentez, her hangi bir maddenin yaprağının en yüzeysel tabakası olduğu ve yapraklar yüzeyine çarpan herhangi bir ışığa en yakın olduğu için mantıklı olan mezofilde gerçekleşir.

Kloroplastlar: Fotosentez Fabrikaları

Beslenmelerini, ortamlarındaki organik moleküllerden (yani, insanların “yiyecek” olarak adlandırdığı maddeler) alması gereken organizmalar olarak bilinir. heterotrofların. Öte yandan bitkiler Ototrofların bu molekülleri hücrelerinin içinde biriktirirler ve daha sonra ihtiyaç duydukları şeyi, bitki öldüğünde veya yenildiğinde, ilgili karbonun geri kalanı ekosisteme geri gönderilmeden önce kullanırlar.

Fotosentez, adı geçen bitki hücrelerinde organellerde ("küçük organlar") meydana gelir. kloroplast. Sadece ökaryotik hücrelerde bulunan organeller, hücreyi bir bütün olarak çevreleyene (genellikle sadece hücre zarı denir) yapısal olarak benzeyen çift plazma membranı ile çevrilidir.

Fonksiyonel fotosentez birimleri thylakoids'dir. Bu yapılar siyanobakteriler (mavi-yeşil algler) ve bitkiler gibi hem fotosentetik prokaryotlarda hem de görünür. Ancak sadece ökaryotlar zara bağlı organellere sahip olduklarından, prokaryotlardaki tiylakoidler hücre sitoplazmasında serbest kalırlar, tıpkı bu organizmalardaki DNA'nın prokaryotlardaki çekirdeğin olmamasından dolayı olduğu gibi.

Thylakoids Nedir?

Bitkilerde, thylakoid membran aslında kloroplastın membranı ile süreklidir. Thylakoids bu nedenle organellerin içindeki organellere benzer. Dolaplı içi boş yemek tabağı gibi yuvarlak istifler, yani içi boş yemek tabağı, yani. Bu yığınlar denir granalarve thylakoidlerin iç kısımları, mazel benzeri bir tüp ağına bağlanır. Thylakoids ve iç kloroplast zarı arasındaki boşluğa stroma.

Thylakoids denilen bir pigment içerir klorofilbitkilerin birçoğunda sergiledikleri yeşil renkten sorumludur. Ancak insan gözüne parlak bir görünüm vermekten daha önemli klorofil, kloroplast içindeki güneş ışığını (veya bu nedenle yapay ışığı) "yakalayan" ve bu nedenle, fotosentezin ilk etapta ilerlemesini sağlayan maddedir..

Aslında fotosenteze katkıda bulunan birkaç farklı pigment var, klorofil A birincil olanı. Klorofil varyantlarına ek olarak, thylakoids içindeki birçok diğer pigmentler kırmızı, kahverengi ve mavi türleri de dahil olmak üzere ışığa duyarlıdır. Bunlar gelen ışığı klorofil A'ya aktarabilir veya hücrenin bir çeşit decoia olarak işlev görerek ışığın zarar görmemesine yardımcı olabilir.

Işık Reaksiyonları: Işık Thylakoid Membranına Ulaşıyor

Başka bir kaynaktan gelen güneş ışığı veya ışık enerjisi, yaprağın kütikülünden, bitki hücre duvarından, hücre zarının katmanlarından, kloroplast zarının iki katmanından ve son olarak stromdan geçtikten sonra thylakoid membrana ulaştığında yakından ilişkili çoklu protein kompleksleri fotosistem.

Photosystem I adı verilen kompleks, farklı ışık dalga boylarına farklı tepkiler vermesiyle, yoldaş Photosystem II'den farklıdır; ek olarak, iki fotosistem Klorofil A'nın biraz farklı versiyonlarını içerir. Photosystem I, P700 adlı bir form içerirken, Photosystem II, P680 adlı bir form kullanır. Bu kompleksler, hafif hasat kompleksi ve reaksiyon merkezi içerir. Işık bunlara ulaştığında, elektronları klorofildeki moleküllerden uzaklaştırır ve bunlar ışık reaksiyonlarında bir sonraki aşamaya geçer.

Fotosentez için net denklemin her iki CO’yu da içerdiğini hatırlayın2 ve H2Girdi olarak O. Bu moleküller, küçük boyutlarından ötürü bitkinin hücrelerine serbestçe geçer ve reaktif olarak temin edilebilir.

Işık Reaksiyonları: Elektron Taşınımı

Elektronlar gelen ışık tarafından klorofil moleküllerinden arındırıldığında, bir şekilde değiştirilmeleri gerekir. Bu, çoğunlukla H'nin bölünmesi ile yapılır.2O oksijen gazı içine (O2) ve serbest elektronlar. O2 Bu ortamda bir atık üründür (çoğu insan için yeni oluşturulan oksijeni bir atık ürün olarak düşünmesi zor olabilir, ancak bu tür biyokimyaların değişkenidir); İH).

Elektronlar, nikotinamid adenin dinükleotit fosfat (NADP olarak bilinen bir molekül) olan, son elektron alıcısına doğru, tiyoloid membrana gömülü olan moleküller zincirini "aşağı" kılarlar.+ ). "Aşağı" nın dikey aşağı doğru değil, aşağı doğru giderek daha düşük enerji anlamında anlamına geldiğini anlayın. Elektronlar NADP'ye ulaştığında+bu moleküller, elektron taşıyıcısının (NADPH) indirgenmiş formunu oluşturmak üzere birleşir. Bu molekül sonraki karanlık reaksiyon için gereklidir.

Işık Reaksiyonları: Fotofosforilasyon

Aynı zamanda NADPH daha önce tarif edilen sistemde üretiliyor, fotofosforilasyon thylakoid zarında "yuvarlanan" diğer elektronlardan serbest kalan enerjiyi kullanır. Proton-itici güç bağlanır inorganik fosfat molekülleriveya Pbenadenosin difosfat (ADP), adenosin trifosfat (ATP) oluşturmak için.

Bu işlem oksidatif fosforilasyon olarak bilinen hücresel solunumdaki prosese benzerdir. Aynı zamanda, karanlık reaksiyonda glikoz üretimi amacıyla thylakoids'de ATP üretilir, bitki hücrelerinde başka bir yerde mitokondri, bitkilerde ATP'yi hücresel solunumda nihai metabolik hale getirmek için bu glikozun parçalanmasının ürünlerini kullanıyor ihtiyacı vardır.

Karanlık Tepki: Karbon Fiksasyonu

Ne zaman CO2 Bitki hücrelerine girer, iki hızlı bir şekilde iki üç-karbon molekülüne bölünen altı-karbonlu bir ara-madde oluşturmak için ilk olarak beş-karbonlu bir moleküle eklenir. Neden bu altı karbonlu molekül doğrudan doğrudan glikoza, yani altı karbonlu bir moleküle yapılmadı? Bu üç karbonlu moleküllerin bazıları işlemden çıkarken ve gerçekte glikozu sentezlemek için kullanılmasına rağmen, gelen CO'ya katıldıkları için çevrimi devam ettirmek için diğer üç karbonlu moleküllere ihtiyaç vardır.2 yukarıda belirtilen beş karbonlu bileşiği yapmak için.

Işıktan gelen enerjinin fotosentezde ışığından bağımsız işlemleri yürütmek için kullanılması, gün içinde, bitkileri gün boyunca molekülleri "istifleme" zorunluluğu haline getirebilecek şekilde yerleştiren güneşin doğup battığı gerçeğini düşündürmektedir. yiyecekleri güneş ufkun altındayken.

İsimlendirme amaçları için, Calvin döngüsü, karanlık reaksiyon ve karbon tespiti, glikoz yapan aynı şeyi ifade eder. Sürekli bir ışık arzı olmadan fotosentez yapamayacağının fark edilmesi önemlidir. Bitkiler, ışığın hiç solmadığı bir odada olduğu gibi ışığın her zaman bulunduğu ortamlarda gelişebilir. Ancak sohbet doğru değil: Işık olmadan fotosentez yapmak imkansızdır.