Fasa fotosintesis bercahaya

Fasa fotosintesis bercahaya adalah proses di mana cahaya matahari diperlukan untuk mengubah karbon dioksida menjadi oksigen

Apakah fasa fotosintesis bercahaya?

The fasa fotosintesis bercahaya Ia adalah bahagian pertama proses fotosintesis yang memerlukan kehadiran cahaya untuk mendapatkan tenaga kimia dalam bentuk ATP dan NADPH. Dari pemisahan molekul air, ia akan menjana oksigen.

Reaksi biokimia berlaku dalam tilacoids kloroplas, di mana pigmen fotosintesis yang teruja dengan cahaya dijumpai. Ini adalah klorofil ke, Klorofil b dan karotenoid.

Untuk tindak balas yang bergantung kepada cahaya, beberapa elemen diperlukan. Sumber cahaya dalam spektrum yang kelihatan diperlukan. Begitu juga, kehadiran air diperlukan.

Fasa fotosintesis bercahaya mempunyai produk akhir pembentukan ATP (adenosine tryphosphate) dan NADPH (nicotinamide dan adenine dyucleotide fosfat).

Molekul ini digunakan sebagai sumber tenaga untuk penetapan CO₂ dalam fasa gelap. Juga, semasa fasa ini ia dibebaskan atau₂, produk pecah molekul h₂o.

Keperluan

Agar reaksi bergantung kepada cahaya dalam fotosintesis boleh berlaku, perlu memahami sifat cahaya. Ia juga perlu mengetahui struktur pigmen yang terlibat.

Cahaya

Cahaya mempunyai kedua -dua sifat gelombang dan zarah. Tenaga mencapai bumi dari matahari dalam bentuk gelombang panjang yang berbeza, yang dikenali sebagai spektrum elektromagnet.

Kira -kira 40% cahaya yang mencapai planet ini kelihatan cahaya. Ini terdapat dalam panjang gelombang antara 380-760 nm. Termasuk semua warna pelangi, masing -masing dengan panjang gelombang ciri.

Panjang gelombang yang paling berkesan untuk fotosintesis ialah ungu ke biru (380-470 nm) dan merah merah oren (650-780 nm).

Cahaya juga mempunyai sifat zarah. Zarah -zarah ini dipanggil foton dan dikaitkan dengan panjang gelombang tertentu. Tenaga setiap foton berkadar songsang dengan panjang gelombangnya. Pada panjang gelombang yang lebih pendek, tenaga yang lebih besar.

Boleh melayani anda: Ectomicorrizas dan Endomicorrizas: Ciri -ciri Utama

Apabila molekul menyerap foton tenaga ringan, salah satu elektronnya bertenaga. Elektron boleh meninggalkan atom dan diterima oleh molekul penerima. Proses ini berlaku dalam fasa cahaya fotosintesis.

Pigmen

Dalam membran tilacoid (struktur kloroplas) pelbagai pigmen dibentangkan dengan keupayaan untuk menyerap cahaya yang kelihatan. Pigmen yang berbeza menyerap panjang gelombang yang berbeza. Pigmen ini adalah klorofil, karotenoid dan ficobilin.

Karotenoid memberikan warna kuning dan oren yang terdapat di tumbuh -tumbuhan. Ficobilins dijumpai dalam sianobakteria dan alga merah.

Klorofil dianggap sebagai pigmen fotosintesis utama. Molekul ini mempunyai hidrokarbon hidrofobik yang panjang, yang menyimpannya bersama dengan membran tilacoid. Di samping itu, ia mempunyai cincin porphyrine yang mengandungi atom magnesium. Dalam cincin ini, tenaga cahaya diserap.

Terdapat pelbagai jenis klorofil. Klorofil ke Ia adalah pigmen yang campur tangan lebih langsung dalam tindak balas cahaya. Klorofil b Menyerap cahaya ke panjang gelombang yang berbeza dan memindahkan tenaga ini ke klorofil ke.

Di kloroplas terdapat kira -kira tiga kali lebih banyak klorofil ke Apa klorofil b.

Mekanisme

Photosystems

Molekul klorofil dan pigmen lain dianjurkan dalam tilacoid dalam unit fotosintesis.

Setiap unit fotosintesis terdiri daripada molekul klorofil 200-300 ke, sejumlah kecil klorofil b, karotenoid dan protein. Kawasan yang dipanggil pusat tindak balas dibentangkan, yang merupakan tapak yang menggunakan tenaga ringan.

Pigmen lain yang hadir dipanggil kompleks antena. Mereka mempunyai fungsi menangkap dan menyampaikan cahaya ke pusat tindak balas.

Terdapat dua jenis unit fotosintesis, yang dipanggil Photosystems. Mereka berbeza di pusat tindak balas mereka dikaitkan dengan protein yang berbeza. Mereka menyebabkan sedikit anjakan dalam spektrum penyerapan mereka.

Boleh melayani anda: Cendawan biasa: Ciri -ciri, sifat, pembiakan

Dalam Photosystem I, klorofil ke Berkaitan dengan pusat tindak balas mempunyai puncak penyerapan 700 nm (p₇₀₀). Dalam Photosystem II puncak penyerapan berlaku pada 680 nm (p₆₈₀).

Fotolisis

Semasa proses ini pecah molekul air berlaku. Mengambil bahagian Photostem II. Foton cahaya mempengaruhi molekul p₆₈₀ dan memacu elektron pada tahap tenaga yang lebih tinggi.

Elektron teruja diterima oleh molekul uglyte, yang merupakan penerima perantaraan. Seterusnya, mereka menyeberang membran tilacoid, di mana mereka diterima oleh molekul plastoquinone. Elektron akhirnya diberikan kepada p₇₀₀ dari Photosystem i.

Elektron yang diserahkan oleh p₆₈₀ Mereka digantikan oleh orang lain dari air. Protein yang mengandungi mangan (z protein) diperlukan untuk memecahkan molekul air.

Apabila H₂o dipecahkan, dua proton dibebaskan (h⁺) dan oksigen. Dikehendaki bahawa dua molekul air dibahagikan sehingga molekul o dilepaskan₂.

Photophosphorylation

Terdapat dua jenis photophosphorylation, mengikut arah aliran elektron.

Photophosphorylation non -cyclic

Dalam intervensi yang sama kedua -dua Photosystem I dan II. Ia dipanggil bukan kitaran kerana aliran elektron dalam satu segi.

Apabila pengujaan molekul klorofil berlaku, elektron akan dipindahkan melalui rantai pengangkutan elektron.

Ia bermula dalam fotosistem saya apabila foton cahaya diserap oleh molekul p₇₀₀. Elektron yang teruja dipindahkan ke penerima utama (Fe-s) yang mengandungi besi dan sulfida.

Kemudian lulus molekul ferredoksin. Selepas itu, elektron pergi ke molekul penghantar (FAD). Ini memberikannya kepada molekul NADP⁺ yang mengurangkannya ke nadph.

Boleh melayani anda: fotonastia

Elektron yang diberikan oleh Photosystem II dalam fotolisis akan menggantikan yang diberikan oleh p₇₀₀. Ini berlaku melalui rantai pengangkutan yang dibentuk oleh pigmen yang mengandungi besi (cytochromes). Di samping itu, plastocyanin campur tangan (protein yang hadir tembaga).

Semasa proses ini kedua -dua molekul NADPH dan ATP berlaku. Untuk pembentukan ATP enzim ATPSINTEASE campur tangan.

Photophosphorylation kitaran

Ia hanya berlaku dalam fotosistem i. Apabila molekul pusat tindak balas p₇₀₀ Mereka teruja, elektron diterima oleh molekul p₄₃₀.

Selanjutnya, elektron dimasukkan ke dalam rantaian pengangkutan antara kedua -dua sistem fotosistem. Dalam proses, molekul ATP dihasilkan. Tidak seperti photophosphorylation bukan kitaran, NADPH tidak dihasilkan atau dibebaskan atau₂.

Pada akhir proses pengangkutan elektron, mereka kembali ke Pusat Reaksi Photosstem I. Oleh itu, photophosphorylation kitaran dipanggil.

Produk akhir

Pada akhir oksigen fasa bercahaya dikeluarkan (atau₂) ke alam sekitar sebagai oleh -produk fotolisis. Oksigen ini pergi ke atmosfera dan digunakan dalam pernafasan organisma aerobik.  

Satu lagi produk akhir fasa cahaya ialah NADPH, sebuah koenzim (sebahagian daripada enzim bukan protein) yang akan mengambil bahagian dalam penetapan CO₂ semasa kitaran Calvin (fasa gelap fotosintesis).

ATP adalah nukleotida yang digunakan untuk mendapatkan tenaga yang diperlukan dalam proses metabolik makhluk hidup. Ini dimakan dalam sintesis glukosa.

Rujukan

1. Salomo, e., L. Berg dan d. Martín (1999). Biologi. Mgraw-Hill editor Inter-American. 
2. Sarn, k. (1997). Biologi tumbuhan pengenalan. WC Brown Publishers. 
3. Yamori, w., T. Shikanai dan a. Makino (2015). Aliran elektron fotosistem i melalui kompleks chloroplast nadh dehydrogenase seperti memainkan peranan fisiologi untuk fotosintesis hingga cahaya rendah. Laporan Saintifik Alam.