Info

Basiese beginsels van fotosintese - Studiegids

Basiese beginsels van fotosintese - Studiegids

Leer stap-vir-stap oor fotosintese met hierdie vinnige studiegids. Begin met die basiese beginsels:

Vinnige oorsig van die sleutelbegrippe van fotosintese

  • By plante word fotosintese gebruik om ligenergie van sonlig in chemiese energie (glukose) om te skakel. Koolstofdioksied, water en lig word gebruik om glukose en suurstof te vervaardig.
  • Fotosintese is nie 'n enkele chemiese reaksie nie, maar eerder 'n stel chemiese reaksies. Die algehele reaksie is:
    6CO2 + 6H2O + lig → C6H12O6 + 6O2
  • Die reaksies van fotosintese kan geklassifiseer word as ligafhanklike reaksies en donker reaksies.
  • Chlorofil is 'n sleutelmolekule vir fotosintese, hoewel ander kartenoïedpigmente ook deelneem. Daar is vier (4) soorte chlorofil: a, b, c en d. Alhoewel ons normaalweg aan plante dink dat hulle chlorofil het en fotosintese uitvoer, gebruik baie mikroörganismes hierdie molekule, insluitend sommige prokariotiese selle. By plante word chlorofil aangetref in 'n spesiale struktuur, wat 'n chloroplast genoem word.
  • Die reaksies op fotosintese vind plaas in verskillende dele van die chloroplast. Die chloroplast het drie membrane (binne-, buitenste, tielkoïed) en word in drie kompartemente verdeel (stroma, tielkoïedruimte, intermembraanruimte). Donker reaksies kom in die stroma voor. Ligte reaksies kom voor by die tiokoïede membrane.
  • Daar is meer as een vorm van fotosintese. Boonop skakel ander organismes energie om in voedsel met behulp van nie-fotosintetiese reaksies (bv. Litotrofe en metanogeenbakterieë)
    Produkte van fotosintese

Stappe van fotosintese

Hier is 'n samevatting van die stappe wat plante en ander organismes gebruik om sonenergie te gebruik om chemiese energie te maak:

  1. By plante kom fotosintese gewoonlik in die blare voor. Dit is hier waar plante die grondstowwe vir fotosintese op een maklike plek kan kry. Koolstofdioksied en suurstof gaan die blare binne / uit deur porieë wat stomata genoem word. Water word vanaf die wortels deur die vaatstelsel na die blare gelewer. Die chlorofil in die chloroplaste in die blaarselle absorbeer sonlig.
  2. Die proses van fotosintese word in twee hoofdele verdeel: ligafhanklike reaksies en ligte onafhanklike of donker reaksies. Die ligafhanklike reaksie vind plaas wanneer sonenergie opgevang word om 'n molekule genaamd ATP (adenosientrifosfaat) te maak. Die donker reaksie vind plaas wanneer die ATP gebruik word om glukose te vervaardig (die Calvin Cycle).
  3. Chlorofil en ander karotenoïede vorm die sogenaamde antennekomplekse. Antennekomplekse dra ligenergie oor na een van twee soorte fotochemiese reaksiesentrums: P700, wat deel is van Photosystem I, of P680, wat deel is van Photosystem II. Die fotochemiese reaksiesentrums is op die tirkoïede membraan van die chloroplast geleë. Opgewekte elektrone word na elektronakseptore oorgedra, wat die reaksiesentrum in 'n geoksideerde toestand laat.
  4. Die lig-onafhanklike reaksies produseer koolhidrate deur ATP en NADPH te gebruik wat gevorm is uit die ligafhanklike reaksies.

Fotosintese ligreaksies

Nie alle golflengtes van lig word tydens fotosintese geabsorbeer nie. Groen, die kleur van die meeste plante, is eintlik die kleur wat weerspieël word. Die lig wat opgeneem word, verdeel water in waterstof en suurstof:

H2O + ligenergie → ½ O2 + 2H + + 2 elektrone

  1. Opgewekte elektrone vanaf Photosystem Ek kan 'n elektrontransportketting gebruik om geoksideerde P700 te verminder. Dit stel 'n protongradiënt op wat ATP kan genereer. Die eindresultaat van hierdie elektroniese vloei, genaamd sikliese fosforilering, is die opwekking van ATP en P700.
  2. Opgewekte elektrone vanaf Photosystem I kon deur 'n ander elektrontransportketting vloei om NADPH te vervaardig, wat gebruik word om koolhidratiase te sintetiseer. Dit is 'n nie-sikliese baan waarin die P700 verminder word deur 'n elektron wat van Photosystem II afkomstig is.
  3. 'N Opgewekte elektron vanaf Photosystem II vloei deur 'n elektrontransportketting vanaf opgewonde P680 na die geoksideerde vorm van P700, wat 'n protongradiënt skep tussen die stroma en tielkoïede wat ATP opwek. Die netto resultaat van hierdie reaksie word nie-sikliese fotofosforylering genoem.
  4. Water dra die elektron by wat benodig word om die verminderde P680 te regenereer. Die reduksie van elke molekule van NADP + na NADPH gebruik twee elektrone en benodig vier fotone. Twee ATP-molekules word gevorm.

Fotosintese donker reaksies

Donker reaksies benodig nie lig nie, maar word ook nie daardeur belemmer nie. Vir die meeste plante vind die donker reaksies bedags plaas. Die donker reaksie kom voor in die stroma van die chloroplast. Hierdie reaksie word koolstoffiksasie of die Calvyn-siklus genoem. In hierdie reaksie word koolstofdioksied omgeskakel na suiker met behulp van ATP en NADPH. Koolstofdioksied word gekombineer met 'n 5-koolstofsuiker om 'n 6-koolstofsuiker te vorm. Die 6-koolstofsuiker word in twee suikermolekules, glukose en fruktose, verdeel, wat gebruik kan word om sukrose te maak. Die reaksie benodig 72 fotone lig.

Die doeltreffendheid van fotosintese word beperk deur omgewingsfaktore, insluitend lig, water en koolstofdioksied. In warm of droë weer kan plante hul huidmondjies toemaak om water te bespaar. As die stomata toegemaak word, kan die plante moontlik met respirasie begin. Plante genaamd C4-plante handhaaf hoë vlakke van koolstofdioksied in selle wat glukose maak, om fotorespirasie te voorkom. C4-plante produseer koolhidrate doeltreffender as normale C3-plante, mits die koolstofdioksied beperkend is en voldoende lig beskikbaar is om die reaksie te ondersteun. By matige temperature word die plante te veel van die energiebelasting geplaas om die C4-strategie die moeite werd te maak (benoem 3 en 4 vanweë die aantal koolstowwe in die intermediêre reaksie). C4-plante floreer in warm, droë klimate. Studievrae

Hier is 'n paar vrae wat u uself kan stel om u te help bepaal of u die basiese begrippe verstaan ​​van hoe fotosintese werk.

  1. Definieer fotosintese.
  2. Watter materiale word benodig vir fotosintese? Wat word geproduseer?
  3. Skryf die algehele reaksie vir fotosintese.
  4. Beskryf wat gebeur tydens die sikliese fosforilering van fotosisteem I. Hoe lei die oordrag van elektrone tot die sintese van ATP?
  5. Beskryf die reaksies van koolstoffiksasie of die Calvyn-siklus. Watter ensiem kataliseer die reaksie? Wat is die produkte van die reaksie?

Voel u gereed om uself te toets? Neem die fotosintese vasvra!

Kyk die video: Plante en Voedsel Deel 1 (September 2020).