Photosynthesis – o que é? fase de fotossíntese. Termos de fotossíntese

Você já se perguntou quantos organismos vivos no planeta? E afinal, todos eles precisam respirar oxigênio para gerar energia e expirar dióxido de carbono. É o dióxido de carbono – o principal motivo de tal fenômeno, como a falta de água na sala. Isso acontece quando há muitas pessoas nele, e a sala não está ventilada por um longo período de tempo. Além disso, as substâncias venenosas são preenchidas com instalações de produção de ar, estrada privada e transportes públicos.

Em vista do exposto, surge uma questão bastante lógica: como é que ainda não estamos sufocados se tudo o que vive é uma fonte de dióxido de carbono tóxico? O salvador de todos os seres vivos nesta situação é a fotossíntese. Qual é esse processo e qual é a sua necessidade?

O resultado é o ajuste do equilíbrio do dióxido de carbono e a saturação de ar com oxigênio. Tal processo é conhecido apenas por representantes do mundo da flora, isto é, nas plantas, pois ocorre apenas em suas células.

Por si só, a fotossíntese é um procedimento extremamente complicado, dependendo de certas condições e ocorrendo em várias etapas.

Definição de conceito

De acordo com a definição científica, as substâncias orgânicas no processo de fotossíntese são transformadas em níveis orgânicos no nível celular em organismos autotróficos devido à ação da luz solar.

Em uma linguagem mais compreensível, a fotossíntese é um processo no qual ocorre o seguinte:

1. A planta está saturada de umidade. A fonte de umidade pode ser a água do solo ou o ar tropical úmido.
2. Existe uma reação de clorofila (uma substância especial contida na planta) para o efeito da energia solar.
3. A formação de alimentos necessários para os representantes da flora, que não podem produzir independentemente, é heterotrófica, e eles mesmos são seus produtores. Em outras palavras, as plantas comem o que elas produzem. Este é o resultado da fotossíntese.

Primeira fase

Praticamente toda planta contém uma substância verde, através da qual ela pode absorver a luz. Esta substância não é mais do que a clorofila. Seu paradeiro é cloroplastos. Mas os cloroplastos estão localizados na parte do caule da planta e seus frutos. Mas a fotossíntese da folha é especialmente comum na natureza. Uma vez que o último é bastante simples em sua estrutura e tem uma superfície relativamente grande, o que significa que a quantidade de energia necessária para o processo de salvação será muito maior.

Quando a luz é absorvida pela clorofila, a última está em estado de excitação e transmite suas mensagens de energia para outras moléculas orgânicas da planta. A maior quantidade dessa energia é destinada aos participantes no processo de fotossíntese.

Fase dois

A formação da fotossíntese no segundo estágio não requer a participação obrigatória da luz. Consiste na formação de ligações químicas utilizando dióxido de carbono venenoso, formado a partir de massas de ar e água. Além disso, são sintetizadas várias substâncias que asseguram a atividade vital dos representantes da flora. Tais são o amido, a glicose.

Nas plantas, esses elementos orgânicos atuam como fonte de nutrição para partes individuais da planta, assegurando ao mesmo tempo os processos normais de vida. Essas substâncias são obtidas e representantes da fauna que comem plantas para alimentação. O corpo humano está saturado com essas substâncias através de alimentos, que está incluído na dieta diária.

O que? Onde? Quando?

Para substâncias orgânicas transformadas em orgânico, é necessário garantir as condições adequadas para a fotossíntese. Para o processo em consideração, a luz é necessária primeiro. É artificial, e a luz solar. Na natureza, geralmente a atividade das plantas é caracterizada pela intensidade na primavera e no verão, ou seja, quando há necessidade de uma grande quantidade de energia solar. O que não pode ser dito sobre a temporada de outono, quando há menos luz, o dia é mais curto. Como resultado, a folhagem fica amarela e, em seguida, cai completamente. Mas, assim que os primeiros raios mães do sol brilham, a grama verde aumentará, então a clorofila retomará sua atividade, e a produção ativa de oxigênio e outros nutrientes, de vital importância, começará.

As condições da fotossíntese incluem não apenas a presença de iluminação. A humidade também deve ser suficiente. Afinal, a planta absorve pela primeira vez a umidade, e então a reação começa com a participação da energia solar. O resultado deste processo são os produtos alimentares das plantas.

Na presença de uma substância verde, ocorre a fotossíntese. O que é clorofila, já dissemos acima. Eles atuam como um tipo de condutor entre a energia leve ou solar e a própria planta, garantindo o bom fluxo de sua vida e atividade. As substâncias verdes têm a capacidade de absorver muita luz solar.

O oxigênio desempenha um papel importante. Para tornar o processo de fotossíntese bem sucedido, as plantas precisam de muito, uma vez que contém apenas 0,03% de ácido carbônico. Assim, a partir de 6,000 m ^{3 de} ar, podem ser obtidos 6 m ^{3 de} ácido. É a última substância – o principal material de base para a glicose, que, por sua vez, é uma substância necessária para a vida.

Existem duas etapas da fotossíntese. O primeiro é leve, o segundo é escuro.

Qual é o mecanismo do fluxo do estágio da luz

O estágio leve da fotossíntese tem outro nome – fotoquímico. Os principais participantes nesta fase são:

• A energia do sol;
• Uma variedade de pigmentos.

Com o primeiro componente, tudo é claro, é a luz solar. E isso é o que são os pigmentos, nem todos sabem. Eles são verdes, amarelos, vermelhos ou azuis. Para o verde pertencem os grupos de clorofila "A" e "B", a amarelo e vermelho / azul – ficobilinas, respectivamente. A atividade fotoquímica entre os participantes nesta etapa do processo é manifestada apenas pelas clorofilas "A". O resto pertence a um papel complementar, cuja essência é a coleta de quanta leve e seu transporte para o centro fotoquímico.

Uma vez que a clorofila é dotada da capacidade de absorver efetivamente a energia solar com certo comprimento de onda, os seguintes sistemas fotoquímicos foram identificados:

– Centro fotoquímico 1 (substâncias verdes do grupo "A") – a composição inclui pigmento 700, absorvendo raios de luz, cujo comprimento é de aproximadamente 700 nm. Este pigmento tem um papel fundamental na criação de produtos do estágio leve da fotossíntese.

– Centro fotoquímico 2 (substâncias verdes do grupo "B") – a composição inclui o pigmento 680, absorvendo raios de luz, cujo comprimento é de 680 nm. Ele possui o papel do segundo plano, consistindo na função de reposição de elétrons perdidos pelo centro fotoquímico 1. É conseguido devido à hidrólise do líquido.

Para 350-400 moléculas de pigmentos, que concentram fluxos de luz nos fotosistemas 1 e 2, existe apenas uma molécula do pigmento, que é uma fotoquimicamente ativa – clorofila do grupo "A".

O que está acontecendo?

1. A energia luminosa absorvida pela planta afeta o pigmento 700 contido no mesmo, que passa do estado normal para o estado de excitação. O pigmento perde um elétron, resultando na formação de um chamado furo eletrônico. Além disso, a molécula de pigmento, que perdeu o elétron, pode atuar como aceitadora, ou seja, o partido que recebe o elétron e retorna sua forma.

2. O processo de decomposição do líquido no centro fotoquímico do pigmento absorvente de luz 680 do fotosistema 2. Quando a água é decomposta, são formados electrões que são inicialmente aceitos por uma substância como o citocromo C550 e denotados pela letra Q. Então, a partir do citocromo, os elétrons entram na cadeia vetorial e são transportados para o centro fotoquímico 1 para Reabastecimento do orifício eletrônico, que foi o resultado da penetração de quanta leve e do processo de reconstrução do pigmento 700.

Há casos em que essa molécula recupera um elétron idêntico ao anterior. Isso resultará na liberação da energia da luz sob a forma de calor. Mas quase sempre um elétron com uma carga negativa se conecta a proteínas especiais de ferro e enxofre e é transportado ao longo de uma das correntes para o pigmento 700 ou cai em outra cadeia de vetores e se reconecta com um aceitador constante.

Na primeira variante, ocorre o transporte cíclico de um elétron de tipo fechado, enquanto no segundo caso ocorre um transporte não-cíclico.

Ambos os processos caem na primeira fase da fotossíntese sob a catálise pela mesma cadeia de transportadores de elétrons. Mas vale a pena notar que, com a ciclofosforilação do tipo cíclico, o ponto inicial e ao mesmo tempo o ponto final de transporte é a formação de chlofila, enquanto que o transporte não-cíclico implica a transição da substância verde do grupo "B" para a clorofila "A".

Características do transporte cíclico

A fosforilação do cíclico também é chamada de fotosintética. Como resultado deste processo, as moléculas de ATP são formadas. Este transporte é baseado no retorno através de vários estádios sucessivos de elétrons no estado excitado para o pigmento 700, liberando assim a energia que faz parte do sistema enzimático fosforilante para maior acumulação nas ligações fosfatadas do ATP. Ou seja, a energia não se dissipa.

A fosforilação cíclica é a principal reação da fotossíntese, que se baseia na tecnologia da formação de energia química nas superfícies da membrana do tilaktoid do cloroplasto devido ao uso de energia solar.

Sem fosforilação fotossintética, as reações de assimilação na fase escura da fotossíntese são impossíveis.

Nuances de transporte de tipo não-cíclico

O processo consiste na restauração de NADP + e na formação de NADP * H. O mecanismo é baseado em transferência de elétrons para ferredoxina, sua reação de redução e subseqüente transição para NADP + com redução adicional para NADP * H.

Como resultado, os elétrons que perderam o pigmento 700 são reabastecidos pelos elétrons da água, que se decompõe sob os raios de luz no sistema fotográfico 2.

O caminho não-cíclico dos elétrons, cujo fluxo também implica fotossíntese leve, é realizado através da interação de ambos os sistemas fotográficos entre eles e suas cadeias de transporte eletrônico os conectam. A energia da luz dirige o fluxo de elétrons de volta. Durante o transporte do centro fotoquímico 1 para o centro 2, os elétrons perdem parte de sua energia devido à acumulação como um potencial de prótons na superfície da membrana do tilaktoid.

Na fase escura da fotossíntese, o processo de criação de um potencial de tipo protão na cadeia de transporte de elétrons e sua operação para a formação de ATP em cloroplastos é quase completamente idêntico ao mesmo processo nas mitocôndrias. Mas os recursos ainda estão presentes. Tylactoids nesta situação são as mitocôndrias viradas do lado errado. Esta é a principal razão pela qual elétrons e prótons se movem através da membrana na direção oposta em relação ao fluxo da transferência na membrana mitocondrial. Os elétrons são transportados para o exterior e os prótons se acumulam na parte interna da matriz tilaktoid. O último leva apenas uma carga positiva, e a membrana externa do tilaktoid é negativa. Segue-se que o caminho do gradiente do tipo próton é o oposto do seu caminho nas mitocôndrias.

A próxima característica é um grande nível de pH no potencial dos prótons.

A terceira característica é a presença na cadeia tilaktoid de apenas dois locais de conjugação e, como conseqüência, a proporção da molécula de ATP para os prótons é de 1: 3.

Conclusão

Na primeira fase, a fotossíntese é a interação da energia da luz (artificial e não artificial) com a planta. Reagir aos raios de substâncias verdes – clorofila, a maioria das quais está contida nas folhas.

A formação de ATP e NADP * H é o resultado dessa reação. Esses produtos são necessários para a passagem de reações escuras. Assim, o estágio da luz é um processo obrigatório, sem o qual o segundo estágio não ocorrerá – o escuro.

Escopo escuro: essência e características

A fotosíntese escura e suas reações são um procedimento de dióxido de carbono em substâncias de origem orgânica com a produção de carboidratos. Tais reações ocorrem no estroma do cloroplasto e os produtos do primeiro estágio de fotossíntese, luz, participam ativamente neles.

O mecanismo do estágio escuro da fotossíntese baseia-se no processo de assimilação de dióxido de carbono (também chamado de carboxilação fotoquímica, ciclo de Calvin), que se caracteriza pela ciclicidade. Consiste em três fases:

1. A carboxilação é a adição de CO ₂ .
2. Fase de recuperação.
3. A fase de regeneração do ribossodifosfato.

O ribulofosfato, um açúcar com cinco átomos de carbono, é passível de fosforilação por ATP, resultando na formação de ribossodifosfato, que é adicionalmente submetido à carboxilação, combinando-se com um produto de CO ₂ com seis carbonos que se decompõem instantaneamente por reagir com uma molécula de água, criando duas partículas de ácido molecular de um fosfoglicerol . Em seguida, este ácido sofre um curso de redução completa durante a reação enzimática, para o qual a presença de ATP e NADPH é necessária para formar um açúcar com três carbonos – açúcar de três carbonos, triose ou aldeído de fosfoglicerol. Quando duas dessas trioses se condensam, obtém-se uma molécula de hexose que pode tornar-se parte integrante da molécula de amido e ser debugada em reserva.

Esta fase é completada pelo fato de que, durante o processo de fotossíntese, uma molécula de CO ₂ é absorvida e são utilizadas três moléculas de ATP e quatro átomos de N. O fosfato de hexose é feito reagir às reações do ciclo de fosfato de pentose, como resultado do qual ocorre a regeneração do fosfato de ribulose, que pode novamente ser reunida com outra molécula de ácido carbônico.

As reações de carboxilação, redução, regeneração não podem ser chamadas de específicas apenas para a célula em que ocorre a fotossíntese. O que é o fluxo "uniforme" de processos, também, não pode ser dito, uma vez que a diferença ainda existe – no processo de recuperação, NADP * H é usado e não NAD * N.

A adição de CO _{2 por} ribossodifosfato sofre a catálise proporcionada por ribulose difosfato carboxilase. O produto da reação é o 3-fosfoglicerato, que é reduzido por NADP * H2 e ATP ao gliceraldeído-3-fosfato. O processo de redução é catalisado por gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase. O último é facilmente convertido em fosfato de dihidroxiacetona. O fructose-bisfosfato é formado. Algumas de suas moléculas participam do processo de regeneração do ribossodifosfato, fechando o ciclo e a segunda parte é usada para criar reservas de carboidratos em células fotosintéticas, ou seja, a fotossíntese de carboidratos ocorre.

A energia da luz é necessária para a fosforilação e síntese de substâncias de origem orgânica, e a energia da oxidação de substâncias orgânicas é necessária para a fosforilação oxidativa. É por isso que a vegetação proporciona vida aos animais e outros organismos que são heterotróficos.

A fotossíntese em uma célula vegetal ocorre dessa maneira. Seu produto é carboidratos, que são necessários para a criação de esqueletos de carbono de muitas substâncias de representantes do mundo da flora, que são de origem orgânica.

As substâncias do tipo organo-azoto são assimiladas em organismos fotossintéticos devido à redução de nitratos inorgânicos e de enxofre devido à redução de sulfatos em grupos sulfidrilo de aminoácidos. Fornece a formação de proteínas, ácidos nucleicos, lipídios, carboidratos, cofactores, nomeadamente a fotossíntese. O que é "substâncias variadas" é de vital importância para as plantas, já foi enfatizado, mas nenhuma palavra foi dita sobre os produtos de síntese secundária, que são substâncias medicinais valiosas (flavonóides, alcalóides, terpenos, polifenóis, esteróides, ácidos orgânicos e outros). Conseqüentemente, sem exagero, podemos dizer que a fotossíntese é a promessa da vida de plantas, animais e pessoas.