Fasa gelap fotosintesis

Fasa gelap fotosintesis adalah proses biokimia di mana tumbuhan menukar karbon dioksida menjadi glukosa

Apakah fasa gelap fotosintesis?

The fasa gelap fotosintesis Ia adalah proses biokimia yang mana tumbuhan menukar karbon dioksida menjadi glukosa. Diberitahu gelap kerana cahaya tidak diperlukan untuk prosesnya. Ia juga dikenali sebagai fasa penetapan karbon atau kitaran Calvin-Benson. Proses ini berlaku di Chloroplast stroma.

Dalam fasa gelap, tenaga kimia disediakan oleh produk yang dihasilkan dalam fasa cahaya. Produk ini adalah molekul tenaga ATP (adenosine trphosphate) dan NADPH (pembawa elektron yang dikurangkan).

Bahan mentah asas untuk proses dalam fasa gelap adalah karbon, yang diperolehi dari karbon dioksida. Produk akhir adalah karbohidrat atau gula sederhana.

Sebatian karbon yang diperolehi adalah asas asas struktur organik makhluk hidup.

Ciri -ciri fasa gelap fotosintesis

- Ia dipanggil gelap dengan tidak memerlukan penyertaan langsung cahaya matahari untuk perkembangannya. Kitaran ini berlaku pada waktu siang atau malam.

- Fasa gelap berkembang terutamanya dalam stroma kloroplas dalam kebanyakan organisma fotosintesis. Stroma adalah matriks yang mengisi rongga dalaman kloroplas di sekitar sistem tilacoid (di mana fasa cahaya dijalankan).

- Di stroma adalah enzim yang diperlukan untuk fasa gelap berlaku. Yang paling penting dari enzim ini ialah Rubisco (ribulasi biphosphate carboxylase/oxygenase), protein yang paling banyak, yang mewakili antara 20 dan 40% daripada semua protein larut sedia ada.

Mekanisme

Karbon yang diperlukan untuk proses itu adalah dalam bentuk CO₂ (karbon dioksida) di alam sekitar. Dalam kes alga dan cyanobacteria, CO₂ dibubarkan di dalam air sekitar. Dalam kes tumbuhan, CO₂ mencapai sel -sel fotosintesis melalui stomata (sel epidermis).

Boleh melayani anda: abu

Kitaran Calvin-Benson

Kitaran ini mempunyai beberapa reaksi:

Tindak balas awal

CO₂ Ia melihat sebatian penerima lima karbon (ribulosa 1.5-biphosphate atau rubp). Proses ini dipangkin oleh enzim Rubisco. Kompaun yang dihasilkan adalah molekul enam -karbon.

Ia pecah dengan cepat dan membentuk dua sebatian tiga karbon masing-masing (3-phosphoglycerate atau 3pg).

Proses kedua

Dalam tindak balas ini, tenaga yang disediakan oleh ATP dari fasa cahaya digunakan. Fosforilasi yang dipromosikan oleh tenaga ATP dan proses pengurangan yang diantarkan oleh NADPH berlaku. Oleh itu, 3-phosphoglycerate dikurangkan kepada glyceraldehyde 3-fosfat (G3P).

G3P adalah gula tiga -karbon fospatada, juga dikenali sebagai triosa fosfat. Hanya bahagian keenam gliseraldehida 3-fosfat (G3P) diubah menjadi gula sebagai produk kitaran.

Metabolisme fotosintesis ini dipanggil C3, kerana produk asas yang diperolehi adalah gula tiga -karbon.

Proses akhir

Bahagian G3P yang tidak berubah menjadi gula, diproses untuk membentuk ribulasi monophosphat (pantat). Rump adalah produk perantaraan yang berubah menjadi 1.5-biphosphate (RUBP) Ribulous. Dengan cara ini, penerima CO₂ pulih Dan kitaran Kelvin-Benson menutup.

Daripada jumlah RUBP yang dihasilkan dalam kitaran pada lembaran biasa, hanya satu pertiga menjadi kanji. Polysaccharide ini disimpan dalam kloroplas sebagai sumber glukosa.

Bahagian lain ditukar menjadi sukrosa (disaccharide) dan diangkut ke organ lain tumbuhan. Selanjutnya, sukrosa dihidrolisiskan untuk membentuk monosakarida (glukosa dan berbuah).

Metabolisme fotosintesis lain

Dalam keadaan persekitaran tertentu, proses tumbuhan fotosintesis telah berkembang dan menjadi lebih efisien. Ini telah membawa kepada kemunculan laluan metabolik yang berbeza untuk mendapatkan gula.

Boleh melayani anda: Tuja Barat: Ciri -ciri, Habitat, Homeopati, Penanaman

Metabolisme C4

Dalam persekitaran yang hangat, stomes daun ditutup pada siang hari untuk mengelakkan kehilangan wap air. Oleh itu, kepekatan Co₂ dalam daun berkurangan berhubung dengan oksigen (atau₂). Enzim Rubisco mempunyai pertalian ganda substrat: co₂ dan o₂.

Pada kepekatan rendah CO₂ dan tinggi₂, Rubisco memangkinkan pemeluwapan O₂. Proses ini dipanggil photorerspiration, dan mengurangkan kecekapan fotosintesis. Untuk mengatasi photorerspiration, beberapa persekitaran tropika telah membangunkan anatomi dan fisiologi fotografi tertentu.

Semasa metabolisme C4, karbon ditetapkan dalam sel mesophyl dan kitaran Calvin-Benson berlaku dalam sel-sel sarung klorofillian. Penetapan Co₂ berlaku pada waktu malam. Ia tidak berlaku dalam stroma kloroplas, tetapi dalam sitosol sel mesophyl.

Penetapan CO₂ berlaku dengan reaksi karboksilasi. Enzim yang memangkinkan tindak balas adalah carboxylase phosphoenolpyruvate (PEP-carboxylase), yang tidak sensitif terhadap kepekatan rendah CO₂ Di dalam sel.

Molekul co -ceptor adalah asid phosphoenolpirip (PEPA). Produk perantaraan yang diperolehi adalah asid oxaloacetic atau oxalacetate. Oxalacetate dikurangkan kepada malato dalam beberapa spesies tumbuhan atau aspartat (asid amino) di lain.

Selanjutnya, kejahatan bergerak ke sel pod fotosintesis vaskular. Di sini ia adalah decarboxylated dan piruvat dan co₂ berlaku.

CO₂ memasuki kitaran Calvin-Benson dan bertindak balas dengan Rubisco untuk membentuk PGA. Bagi bahagiannya, piruvat kembali ke sel mesophyl, di mana ia bertindak balas dengan ATP untuk menjana semula penerima karbon dioksida.

Metabolisme Cam

Metabolisme berasid Crrasulaceae (CAM) adalah satu lagi strategi untuk penetapan CO₂. Mekanisme ini telah berkembang secara bebas dalam pelbagai kumpulan tumbuhan yang berair.

Ia dapat melayani anda: dicotyledonous

Tumbuhan Cam Gunakan jalan C3 dan C4, seperti dalam tumbuhan C4. Tetapi pemisahan kedua -dua metabolisme adalah sementara.

CO₂ ditetapkan pada waktu malam oleh aktiviti pep-karboksilase di sitosol dan membentuk oxalacetate. Oxalacetate dikurangkan kepada malato, yang disimpan dalam vacuola sebagai asid formal.

Selanjutnya, dengan kehadiran cahaya, asid malic dipulihkan dari vacuola. Ia adalah decarboxylated dan CO₂ dipindahkan ke rubp kitaran Calvin-Benson di dalam sel yang sama.

Tanaman CAM mempunyai sel fotosintesis dengan vaksin yang besar di mana asid Rico disimpan, dan kloroplas di mana CO₂ -ditimbulkan dari asid muzik diubah menjadi karbohidrat.

Produk akhir

Pada akhir fasa gelap fotosintesis, gula yang berbeza dihasilkan. Sucrose adalah produk perantaraan yang cepat digerakkan dari daun ke bahagian lain tumbuhan. Ia boleh digunakan secara langsung untuk mendapatkan glukosa.

Kanji digunakan sebagai bahan rizab. Ia boleh berkumpul di atas lembaran atau diangkut ke organ lain, seperti batang dan akar. Terdapat dikekalkan sehingga diperlukan di bahagian -bahagian yang berlainan dari tumbuhan. Ia disimpan dalam plastid khas, yang dipanggil amiloplast.

Produk yang diperoleh dari kitaran biokimia ini sangat penting untuk kilang. Glukosa yang dihasilkan digunakan sebagai sumber karbon untuk menubuhkan sebatian, seperti asid amino, lipid atau asid nukleik.

Sebaliknya, produk gula dari fasa gelap yang dihasilkan mewakili pangkalan rantaian makanan. Sebatian ini mewakili pakej tenaga solar yang berubah menjadi tenaga kimia, yang digunakan oleh semua organisma hidup.

Rujukan

1. Raven, ms.H., R.F. Evert dan s.Dan. Eichhorn (1999). Biologi tumbuhan. Wh freeman dan syarikat bernilai penerbit.
2. Salomo, e.P., L.R. Berg dan d.W. Martin (2001). Biologi. McGraw-Hill Inter-American.