التمثيل الضوئي - ما هو؟ مرحلة من مراحل عملية التمثيل الضوئي. حيث الضوئي

هل تساءلت كم عالم الكائنات الحية؟! ولأن كل ما يحتاجونه لتنفس الأكسجين لتطوير الطاقة والزفير ثاني أكسيد الكربون. وهي ثاني أكسيد الكربون - السبب الرئيسي لهذه الظاهرة، والغرفة خانق. ويحدث ذلك عندما يكون هناك الكثير من الناس، وليس بثت الغرفة لفترة طويلة. وبالإضافة إلى ذلك، المواد السامة تملأ مرافق الهواء، سيارة خاصة وسائل النقل العام.

في ضوء ما سبق، هناك سؤال منطقي: كيف لم نكن بالاختناق بعد، إذا كان كل الحياة هي مصدر ثاني أكسيد الكربون السام؟ مخلص جميع الكائنات الحية في هذه الحالة بمثابة عملية التمثيل الضوئي. ما هو غير عملية وما هو ضرورته؟

نتيجته - الرصيد من ثاني أكسيد الكربون وتشبع الأكسجين من الهواء. وتعرف هذه العملية فقط لممثلي النباتات في العالم، وهناك النباتات، كما يحدث فقط في زنازينهم.

الضوئي نفسه - وهو إجراء معقد للغاية، وفقا لظروف معينة، ويحدث في عدة مراحل.

تعريف

وفقا للتعريف العلمي، المواد العضوية في مسار عملية التمثيل الضوئي يتم تحويل إلى العضوية على المستوى الخلوي، الكائنات ذاتية التغذية بسبب التعرض لضوء شمس.

القول لغة مفهومة أكثر، التمثيل الضوئي هو العملية التي يحدث ما يلي:

1. مشبعة المصنع مع رطوبة. قد يكون مصدرا للرطوبة الماء أو من الجو الاستوائي الرطب التربة.
2. ويحدث رد فعل الكلوروفيل (مادة معينة والذي يرد في النبات) تأثير الطاقة الشمسية.
3. التعليم النباتات الأساسية الغذائية التي ينتجونها بأنفسهم ليسوا قادرين على الطريق متغايرة، في حين أنها هي نفسها الشركة المصنعة لها. وبعبارة أخرى، يتم تغذية النباتات من خلال حقيقة أن تنتج هم أنفسهم. هذا هو نتيجة لعملية التمثيل الضوئي.

خطوة واحدة

تقريبا يحتوي على كل المواد النباتية الخضراء، والذي يمكن أن تمتص الضوء. هذه المادة ليست أكثر من الكلوروفيل. موقعها - البلاستيدات الخضراء. ولكن البلاستيدات الخضراء تقع في جذع النبات وثمرها. ولكن خصوصا شيوعا في عملية التمثيل الضوئي ورقة الطبيعة. لأن هذا الأخير هو بسيط جدا في هيكلها ويحتوي على مساحة كبيرة نسبيا، وهو ما يعني أن حجم الطاقة اللازمة لحدوث منقذ العملية ستكون أكثر من ذلك بكثير.

عندما يتم امتصاص الضوء من الكلوروفيل، وهذه الأخيرة في حالة من الإثارة، والوعود طاقتهم تحويلها إلى جزيئات عضوية أخرى من النبات. أكبر عدد من هذه الطاقة يذهب عملية المشاركين الضوئي.

الخطوة الثانية

الضوئي التعليم في المرحلة الثانية لا تتطلب مشاركة من العالم. وهو يتألف في تشكيل الروابط الكيميائية مع استخدام ثاني أكسيد الكربون السامة التي تنتج من المياه والكتلة الهوائية. أيضا تركيب مجموعة من المواد التي توفر القدرة على العيش النباتات. هذه هي النشا والجلوكوز.

في محطات تعمل هذه العناصر العضوية كمصدر للطاقة لكل جزء من أجزاء النبات، مع توفير السير العادي للعمليات الحيوية. ويتم إنتاج هذه المواد والحيوانات، والذين يستخدمون النبات لغذائها. يتشبع جسم الإنسان مع هذه المواد عن طريق الغذاء، والتي يتم تضمينها في النظام الغذائي اليومي.

ماذا؟ إلى أين؟ متى؟

إلى مادة عضوية في العضوية تحولت، فمن الضروري توفير الظروف الملائمة لعملية التمثيل الضوئي. لهذه العملية هو ضروري في المقام الأول الضوء. نحن نتحدث عن الاصطناعي، وأشعة الشمس. طبيعة عادة يتميز النشاط المصنع من شدة فصلي الربيع والصيف، وهذا هو، عندما يكون هناك حاجة للحصول على كمية كبيرة من الطاقة الشمسية. لا يمكن أن يقال عن المسام الخريف، عندما تكون الأنوار أقل، اليوم أقصر. ونتيجة لذلك، الأوراق الصفراء بدوره، ومن ثم تسقط تماما. ولكن بمجرد أول أشعة الربيع تألق الشمس وارتفاع العشب الأخضر تستأنف على الفور أنشطة الكلوروفيل لها، وسوف تبدأ التنمية النشطة من الأوكسجين والمواد المغذية الأخرى، والتي هي الطبيعة الحيوية.

وتشمل الشروط الضوئي ليس فقط وجود الضوء المحيط. الرطوبة أيضا ينبغي أن يكون كافيا. بعد كل شيء، ومصنع يمتص الرطوبة أولا، ثم يبدأ التفاعل مع الطاقة الشمسية. ونتيجة لهذه العملية وهي منتجات تغذية النبات.

إلا إذا كان هناك مادة الضوئي الأخضر. ما هو الكلوروفيل، ذكرنا أعلاه. وهي نوع من الموصلات بين النور أو الطاقة الشمسية وطاقة المصنع نفسه، وضمان المسار الصحيح للحياة وأنشطتها. المواد الخضراء لها امتصاص قدرة التعددية أشعة الشمس.

انها تلعب دورا هاما والأكسجين. لكانت عملية التمثيل الضوئي ناجحة، والنباتات تحتاج إلى ذلك كثيرا، لأن تكوينها يحتوي على حمض الكربونيك٪ فقط 0.03. وبالتالي من أصل 20 000 م ^{3 من} الهواء يمكن الحصول على 6 م ³ حمض. ذلك هو العنصر الأخير - المواد الخام الأولية للجلوكوز، وهذا بدوره، هو عبارة عن مادة ضرورية للحياة.

هناك نوعان من مراحل عملية التمثيل الضوئي. ويسمى أول ضوء، والثانية - في الظلام.

ما هي الآلية ضوء الترشيح المرحلة

المرحلة الخفيفة من التمثيل الضوئي هو اسم آخر - الضوئي. المشاركون الرئيسيون في هذه المرحلة هم:

• الطاقة الشمسية؛
• أصباغ مختلفة.

مع العنصر الأول واضح، فمن أشعة الشمس. ولكن ما هي أصباغ لا يعرفون بعضهم. وهي تأتي باللون الأخضر والأصفر والأحمر أو الأزرق. لتشمل الفئات الكلوروفيل الخضراء "A" و "B" إلى الصفراء والحمراء / الزرقاء - phycobilins على التوالي. النشاط الضوئي الكلوروفيل فقط المعرض بين المشاركين في هذه المرحلة من عملية "A". بقية ينتمي إلى الدور التكميلي، فإن جوهر الذي - جمع الكميات الخفيفة ونقلها إلى مركز الضوئي.

منذ الكلوروفيل هبت مع امتصاص كفاءة قدرة الطاقة الشمسية مع طول موجة معينة التالية أنظمة الضوئية تم تحديدها:

- مركز الضوئي 1 (الخضراء مسألة "A" مجموعة) - المدرجة في 700 الصباغ أشعة امتصاص الضوء طوله ما يقرب من 700 نانومتر. هذا الصباغ ينتمي إلى دور أساسي في خلق منتجات للمرحلة خفيفة من عملية التمثيل الضوئي.

- الضوئية مركز 2 (المجموعة مادة خضراء "B") - جزء من الصبغة يتم تضمين 680 التي تمتص أشعة الضوء من 680 نانومتر في الطول. انه يملك ممثل، والذي يتألف في ملء وظائف من الالكترونات المفقودة مركز الضوئي 1. ويتحقق ذلك من خلال السائل المائي.

في 350- 400 جزيئات الصبغات أن تدفقات ضوء مركزة في الضوئي 1 و 2 ليس لها سوى جزيء واحد من الصبغة، التي تنشط ضوئية - الكلوروفيل مجموعة "A".

ما الذي يحدث؟

1. الطاقة الضوئية التي يمتصها النبات، له تأثير على صبغة الواردة فيه 700، الذي يمر من الحالة الطبيعية إلى حالة من الإثارة. الصباغ يفقد إلكترون، مما أدى إلى ما يسمى ثقب الإلكترون. وعلاوة على ذلك، فإن جزيء الصباغ الذي فقد إلكترون، قد تكون بمثابة متقبل لها، أي طرف يقبل الإلكترونات، والعودة النموذج.

2. عملية التحلل الضوئي للسائل في وسط ضوء تمتص الصباغ 680 الضوئي 2. عند التحلل من الماء الإلكترونات شكلت الذي أصلا وتقبل المواد مثل C550 السيتوكروم، والتي حددها إلكتروني Q. ثم، من خلال الإلكترونات السيتوكروم دخول شركات الطيران الدائرة ويتم نقلها إلى المركز 1 لالضوئية ملء الثقوب الإلكترونية، والذي هو نتيجة لتغلغل كمات خفيفة وعملية الانتعاش الصباغ 700.

هناك أوقات عندما يحصل مثل هذا الجزيء الظهر يبقى الإلكترون متطابقة. وسوف يؤدي ذلك إلى عزل الطاقة الضوئية في شكل حرارة. ولكن دائما تقريبا إلكترون وجود شحنة سالبة، إلى جانب البروتينات الحديد الكبريت الخاصة وويتم على واحدة من سلاسل أو إلى الصباغ 700 يقع في دائرة مكافحة ناقلات أخرى، وشمل مع متقبل المستمر.

في تجسيد الأول، هناك دوري نقل الإلكترون نوع مغلقة، في الثاني - دوري.

كلتا العمليتين تندرج في الخطوة الأولى من عملية التمثيل الضوئي تحت تحفيز نفس السلسلة من حاملات الإلكترون. ولكن تجدر الإشارة إلى أن لنوع فسفتة ضوئية دوري بداية ونهاية في وقت واحد نقل نقطة كلوروفيل، في حين عندما يتضمن الانتقال دوري نقل مادة خضراء مجموعة "B" إلى الكلوروفيل "A".

ميزات النقل دوري

دعا الفسفرة من دوري أيضا الضوئي. ونتيجة لهذه العملية ينتج جزيء ATP. وبناء على هذا هو النقل العودة بعد بضع مراحل متتالية في متحمس للدولة الإلكترون على الصباغ 700، حيث يتم تحرير الطاقة، والجزء المتلقي في النظام انزيم phosphorylating إلى مزيد من تراكم في سندات الفوسفات من ATP. وهذا هو، لا تبدد الطاقة.

الفسفرة من دوري هو رد الفعل الأساسي لعملية التمثيل الضوئي، على أساس تشكيل الطاقة التكنولوجيا الكيميائية على بلاستيدات الخضراء tilaktoidov أسطح الأغشية باستخدام الطاقة أشعة الشمس.

من دون رد فعل الفسفرة الضوئي الاستيعاب في مرحلة مظلمة من التمثيل الضوئي المستحيل.

الفروق الدقيقة تنقل نوع noncyclic

وتتألف هذه العملية في استعادة NADP + وNADPH تشكيل N *. وتستند آلية على نقل الإلكترون فيريدوكسين تفاعل الاختزال والانتقال لاحقا إلى NADP + مع مزيد من الخفض لNADP * H.

ونتيجة لذلك، الإلكترونات التي فقدت الصباغ 700، يتم تجديد الإلكترونات من خلال المياه التي تتحلل بواسطة أشعة الضوء في الضوئي 2.

يعني مسار حلقية من الإلكترونات التي تتدفق أيضا يتم الضوء الضوئي بها التفاعل معا photosystems اثنين، يربطها سلسلة الإلكترون النقل. الالكترونات الطاقة الضوئية توجه تدفق الظهر. أثناء النقل من مركز الضوئي 1 إلى مركز تفقد 2 الإلكترونات جزء من طاقتها بسبب تراكم كما إمكانات البروتون على tilaktoidov سطح الغشاء.

في مرحلة مظلمة من عملية التمثيل الضوئي لخلق إمكانات البروتون نوع في سلسلة نقل الإلكترون، وعمليات لتشكيل ATP في البلاستيدات الخضراء هي متطابقة تقريبا مع نفس العملية في الميتوكوندريا. ولكن ملامح لا تزال موجودة. Tilaktoidami في هذه الحالة هي تطور الميتوكوندريا على الجانب الخطأ. وهذا هو السبب الرئيسي الذي الإلكترونات والبروتونات تتحرك من خلال الغشاء في الاتجاه المعاكس النسبي لتدفق نقل في غشاء الميتوكوندريا. ويتم نقل الإلكترونات إلى الخارج، وتراكمت البروتونات في المناطق الداخلية من tilaktoidnogo المصفوفة. يأخذ الماضي فقط شحنة موجبة، وtilaktoida الغشاء الخارجي - سلبي. ويستنتج من ذلك أن مسار بروتون نوع التدرج العكس طريقها إلى الميتوكوندريا.

ميزة أخرى هي درجة الحموضة العالية في إمكانات البروتونات.

الميزة الثالثة هي وجود اثنين فقط من سلاسل tilaktoidnoy مواقع تصريف ونتيجة لذلك نسبة جزيئات ATP لالبروتونات يساوي 1: 3.

استنتاج

في الخطوة الأولى من عملية التمثيل الضوئي هو التفاعل من الطاقة الضوئية (neiskusstvennoy اصطناعية و) من المصنع. رد فعل لأشعة المادة الخضراء - الكلوروفيل، ومعظمها موجود في الأوراق.

تشكيل ATP وNADP * H - نتيجة لهذا التفاعل. وهذه المنتجات الضرورية لحدوث تفاعلات الظلام. وبالتالي، فإن المرحلة الخفيفة - عملية الربط، والتي بدونها سيكون الخطوة الثانية - الظلام.

المرحلة المظلمة: جوهر والخصوصيات

الضوئي الظلام ورد فعلها هم الكربون إجراء ثاني أكسيد مادة عضوية للحصول على الكربوهيدرات. تنفيذ هذه التفاعلات تحدث في سدى بلاستيدات الخضراء والمشاركة النشطة من المنتجات تأخذ الخطوة الأولى من عملية التمثيل الضوئي - ضوء.

في خطوة تستند الظلام آلية التمثيل الضوئي في عملية استيعاب ثاني أكسيد الكربون (وتسمى أيضا كرسلة الضوئية، ودورة كالفن)، التي تتميز الدورية. وهو يتألف من ثلاث مراحل:

1. كربونات - انضمام CO _2.
2. المرحلة التصالحية.
3. تجديد المرحلة ribulozodifosfat.

Ribulofosfat - السكريات مع خمس ذرات الكربون - يفسح المجال لإجراء الفسفرة على حساب ATP، وبالتالي إنتاج ribulozodifosfat الذي تعرضوا للكرسلة من اتصال المنتج CO ₂ مع ستة الكربون، والتي تتحلل على الفور من خلال التفاعل مع جزيء الماء، وخلق نوعين الجزيئية phosphoglyceric حمض . ثم الحامض تمر الاستعادة الكاملة في تنفيذ التفاعلات الأنزيمية التي تتطلب وجود ATP وNADP لتشكيل السكر إلى ثلاثة الكربون - السكر ثلاثة الكربون، تريوز أو فسفوغليسرألدهيد ألدهيد. عندما يتم الحصول على اثنين من هؤلاء التريوز جزيء هيكسوز المكثف، التي يمكن أن تكون جزءا من جزيء النشا واحتياطي تصحيحه.

هذه المرحلة تنتهي من حقيقة أنه خلال عملية التمثيل الضوئي، ويتم امتصاصه من قبل جزيء واحد من CO ₂ وباستخدام ثلاثة جزيئات ATP وأربع ذرات H قابلة Geksozofosfat إلى تفاعلات دورة فوسفات البنتوز، مما أدى إلى ribulozofosfata تجديد التي يمكن جمع شملهم مع جزيء آخر من حمض الكربونيك.

رد فعل كرسلة، والانتعاش، وتجديد لا يمكن اعتبارها فقط لخلايا معينة حيث يتم التمثيل الضوئي المكان. ما هي عمليات تدفق "موحدة"، أيضا، لا يمكن القول، لأنه لا يزال هناك فارق - عندما تستخدم عملية الانتعاش NADPH + H بدلا من NAD + H.

الانضمام CO ₂ ribulozodifosfat يخضع الحفز، التي تنص على ribulozodifosfatkarboksilaza. وناتج التفاعل هو 3-فسفوغليسرات، يتعافى على حساب NADPH * H2 و ATP إلى غليسيرألدهيد-3-فوسفات. وحفزت عملية الحد من غليسيرألدهيد 3-فوسفات نازعة. يتم تحويل هذا الأخير بسهولة في الفوسفات ثنائي هيدروكسي أسيتون. وfruktozobisfosfata تشكيل. وتشارك جزء من جزيئاته في ribulozodifosfat عملية تجديد، وإغلاق دورة، ويتم تشغيل الجزء الثاني لإنشاء الكربوهيدرات الاحتياطي في خلايا التمثيل الضوئي، أي أنها عملية التمثيل الضوئي من الكربوهيدرات.

مطلوب الطاقة الضوئية لالفسفرة وتجميع المواد العضوية، ويطلب من الطاقة من أكسدة المواد العضوية لالفسفرة المؤكسدة. هذا هو السبب يوفر الغطاء النباتي الحياة للحيوانات والكائنات الأخرى التي عضوية التغذية.

التمثيل الضوئي في الخلايا النباتية تتم بهذه الطريقة. منتجاتها الكربوهيدرات اللازمة لإنشاء الهياكل العظمية الكربون متنوعة من المواد من النباتات في العالم التي هي من أصل عضوي.

المواد النيتروجينية العضوية استوعبت في الكائنات الضوئي نوع من الحد من نترات غير العضوية، والكبريت - ويرجع ذلك إلى الحد من الكبريتات لمجموعات سلفهيدريل من الأحماض الأمينية. يوفر تكوين البروتينات، والأحماض النووية، والدهون، والكربوهيدرات، والعوامل المساعدة هي عملية التمثيل الضوئي. ما هو "طبق" من المواد الحيوية للنبات سبق التشديد، ولكن على المنتجات التوليف الثانوية التي هي المواد الطبية القيمة (الفلافونويد، قلويدات، تربين، بوليفينول، والمنشطات، orgkisloty وغيرها)، وقيل ليست كلمة. لذلك، ليس من قبيل المبالغة القول إن التمثيل الضوئي - مفتاح لحياة النباتات والحيوانات والبشر.