Informacija

Kako funkcionira fotosinteza? - Biologija

Kako funkcionira fotosinteza? - Biologija


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Kako funkcionira fotosinteza?

Kako funkcionira fotosinteza?

Proces fotosinteze, u kojem biljke i drveće pretvaraju svjetlost sunca u nutritivnu energiju, može se isprva činiti čarolijom, ali izravno i neizravno taj proces održava cijeli svijet. Dok zelene biljke posežu za svjetlom, njihovo lišće hvata sunčevu energiju pomoću kemikalija koje apsorbiraju svjetlost ili posebnih pigmenata za izradu hrane od ugljičnog dioksida i vode izvučene iz atmosfere. Ovaj proces oslobađa kisik kao nusprodukt natrag u atmosferu, komponentu u zraku potrebnu za sve organizme koji dišu.

TLDR (predugo nije pročitano)

Jednostavna jednadžba za fotosintezu je ugljikov dioksid + voda + svjetlosna energija = glukoza + kisik. Budući da entiteti unutar biljnog svijeta tijekom fotosinteze troše ugljični dioksid, oslobađaju kisik natrag u atmosferu kako bi ljudi disali zeleno drveće i biljke (na kopnu i u moru) prvenstveno su odgovorne za kisik u atmosferi, a bez njih su životinje i ljudi, kao i drugi oblici života, ne bi mogli postojati kao danas.


Kvantna mehanika objašnjava učinkovitost fotosinteze

Biljne stanice s vidljivim kloroplastima (iz mahovine, Plagiomnium affine) Zasluge: Wikipedia

Makromolekule koje skupljaju svjetlost u biljnim stanicama prenose energiju koristeći prednosti molekularnih vibracija čiji fizički opisi nemaju ekvivalente u klasičnoj fizici, prema prvim nedvosmislenim teorijskim dokazima o kvantnim učincima u fotosintezi objavljenim danas u časopisu Nature Communications.

Većina makromolekula koje skupljaju svjetlost sastoje se od kromofora (odgovornih za boju molekula) vezanih za proteine, koji provode prvi korak fotosinteze, hvatajući sunčevu svjetlost i prenoseći pridruženu energiju vrlo učinkovito. Prethodni pokusi sugeriraju da se energija prenosi na valni način, iskorištavajući kvantne pojave, no najvažnije je to što se neklasično objašnjenje nije moglo zaključiti jer se identificirani fenomeni mogu podjednako opisati pomoću klasične fizike.

Često, za promatranje ili iskorištavanje kvantno -mehaničkih pojava, sustave je potrebno ohladiti na vrlo niske temperature. Čini se da to nije slučaj u nekim biološkim sustavima koji pokazuju kvantna svojstva čak i pri temperaturama okoline.

Sada je tim na UCL -u pokušao identificirati značajke u ovim biološkim sustavima koje se mogu predvidjeti samo kvantnom fizikom i za koje ne postoje klasični analozi.

"Prijenosu energije u makromolekulima za sakupljanje svjetlosti pomažu specifična vibracijska kretanja kromofora", rekla je Alexanda Olaya-Castro (UCL Physics & Astronomy), nadzornica i koautorica istraživanja. "Otkrili smo da se svojstva nekih od kromoforskih vibracija koje pomažu prijenosu energije tijekom fotosinteze nikada ne mogu opisati klasičnim zakonima, a štoviše, ovo neklasično ponašanje povećava učinkovitost prijenosa energije."

Molekularne vibracije su periodična kretanja atoma u molekuli, poput gibanja mase pričvršćene na oprugu. Kad se energija kolektivne vibracije dvaju krompfora podudara s razlikom u energiji između elektroničkih prijelaza ovih kromofora, dolazi do rezonancije i dolazi do učinkovite izmjene energije između elektroničkog i vibracijskog stupnja slobode.

Pod uvjetom da je energija povezana s vibracijom veća od temperaturne ljestvice, razmjenjuje se samo diskretna jedinica ili kvant energije. Slijedom toga, kako se energija prenosi s jednog kromofora na drugi, kolektivna vibracija prikazuje svojstva koja nemaju klasični parnjak.

UCL tim je otkrio da je nedvosmislen potpis neklasičnosti dat negativnom zajedničkom vjerojatnošću pronalaska kromofora s određenim relativnim položajima i momentima. U klasičnoj fizici raspodjele vjerojatnosti uvijek su pozitivne.

"Negativne vrijednosti u ovim raspodjelama vjerojatnosti manifestacija su doista kvantne značajke, odnosno koherentne izmjene jednog kvanta energije", objasnio je Edward O'Reilly (UCL Physics & Astronomy), prvi autor studije. "Kada se to dogodi, elektronički i vibracijski stupnjevi slobode zajedno su i prolazno u superpoziciji kvantnih stanja, što je značajka koja se nikada ne može predvidjeti klasičnom fizikom."

Ostali biomolekularni procesi, poput prijenosa elektrona unutar makromolekula (poput reakcijskih centara u fotosintetskim sustavima), strukturne promjene kromofora nakon apsorpcije fotona (kao u procesima vida) ili prepoznavanja molekule od strane druge osobe (kao u olfakcijskim procesima) ), na njih utječu specifična vibracijska kretanja. Rezultati ovog istraživanja stoga sugeriraju da bi pomnije ispitivanje vibracijske dinamike uključene u te procese moglo pružiti druge biološke prototipove koji iskorištavaju doista neklasične pojave.


Objašnjenje: Kako funkcionira fotosinteza

Zelene biljke primaju svjetlost od sunca i pretvaraju vodu i ugljični dioksid u kisik koji udišemo i šećere koje jedemo.

Podijeli ovo:

28. listopada 2020. u 6:30 sati

Duboko udahnite. Zatim zahvalite biljci. Ako jedete voće, povrće, žitarice ili krumpir, zahvalite se i jednoj biljci. Biljke i alge opskrbljuju nas kisikom koji nam je potreban za preživljavanje, kao i ugljikohidratima koje koristimo za energiju. Sve to rade fotosintezom.

Fotosinteza je proces stvaranja šećera i kisika iz ugljičnog dioksida, vode i sunčeve svjetlosti. To se događa kroz dugi niz kemijskih reakcija. Ali to se može sažeti ovako: Ugljični dioksid, voda i svjetlost ulaze. Glukoza, voda i kisik izlaze. (Glukoza je jednostavan šećer.)

Fotosintezu možemo podijeliti u dva procesa. Dio "fotografija" odnosi se na reakcije izazvane svjetlošću. "Sinteza" - stvaranje šećera - zaseban je proces koji se naziva Calvinov ciklus.

Oba procesa odvijaju se unutar kloroplasta. Ovo je specijalizirana struktura ili organela u biljnoj stanici. Struktura sadrži hrpe membrana koje se nazivaju tilakoidne membrane. Tu počinje svjetlosna reakcija.

Kloroplasti se nalaze u biljnim stanicama. Tu se odvija fotosinteza. Molekule klorofila koje preuzimaju energiju iz sunčeve svjetlosti nalaze se u hrpama koje se zovu tilakoidne membrane. blueringmedia/iStock/Getty Images Plus

Neka svjetlost uđe

Kad svjetlost pogodi lišće biljke, zasja na kloroplastima i u njihove membrane tilakoida. Ove su membrane ispunjene klorofilom, zelenim pigmentom. Ovaj pigment apsorbira svjetlosnu energiju. Svjetlost putuje kao elektromagnetski valovi. Valna duljina - udaljenost između valova - određuje razinu energije. Neke od tih valnih duljina vidljive su nam u bojama koje vidimo. Ako molekula, poput klorofila, ima pravilan oblik, može apsorbirati energiju iz nekih valnih duljina svjetlosti.

Odgajatelji i roditelji, prijavite se za Cheat Sheet

Tjedno ažuriranje koje će vam pomoći u korištenju Znanostne vijesti za studente u okruženju za učenje

Klorofil može apsorbirati svjetlo koje vidimo kao plavo i crveno. Zato biljke vidimo kao zelene. Zelena boja reflektira valne duljine, a ne boja koju upijaju.

Dok svjetlost putuje kao val, to također može biti čestica koja se naziva foton. Fotoni nemaju masu. Ipak, imaju malu količinu svjetlosne energije.

Kad se svjetlosni foton odbije u list, njegova energija pobuđuje molekulu klorofila. Taj foton započinje proces koji razdvaja molekulu vode. Atom kisika koji se odcijepi od vode trenutno se veže s drugim, stvarajući molekulu kisika ili O2. Kemijska reakcija također proizvodi molekulu zvanu ATP i drugu molekulu zvanu NADPH. Oboje omogućuje stanici da skladišti energiju. ATP i NADPH također će sudjelovati u sinteznom dijelu fotosinteze.

Uočite da svjetlosna reakcija ne stvara šećer. Umjesto toga, on opskrbljuje energijom - pohranjenom u ATP i NADPH - koja se uključuje u Calvinov ciklus. Ovdje se proizvodi šećer.

No svjetlosna reakcija proizvodi nešto što mi koristimo: kisik. Sav kisik koji udišemo rezultat je ovog koraka u fotosintezi, koji provode biljke i alge (koje nisu biljke) diljem svijeta.

Daj mi malo šećera

Sljedeći korak uzima energiju iz svjetlosne reakcije i primjenjuje je na proces koji se naziva Calvinov ciklus. Ciklus je dobio ime po Melvinu Calvinu, čovjeku koji ga je otkrio.

Calvinov ciklus ponekad se naziva i mračna reakcija jer niti jedan njegov korak ne zahtijeva svjetlost. Ali to se i dalje događa danju. To je zato što mu je potrebna energija proizvedena svjetlosnom reakcijom koja dolazi prije njega.

Dok se svjetlosna reakcija odvija u membranama tilakoida, ATP i NADPH koje proizvodi završavaju u stromi. Ovo je prostor unutar kloroplasta, ali izvan membrana tilakoida.

Calvinov ciklus ima četiri glavna koraka:

  1. fiksacija ugljikom: Ovdje biljka unosi CO2 i veže ga na drugu molekulu ugljika, koristeći rubisco. Ovo je enzim ili kemikalija koja ubrzava reakcije. Ovaj korak je toliko važan da je rubisco najčešći protein u kloroplastu - i na Zemlji. Rubisco veže ugljik u CO2 do molekule s pet ugljika koja se naziva ribuloza 1,5-bisfosfat (ili RuBP). Tako nastaje molekula od šest ugljika, koja se odmah razdvaja na dvije kemikalije, svaka s tri ugljika.
  2. smanjenje: ATP i NADPH iz svjetlosne reakcije ulaze i pretvaraju dvije molekule s tri ugljika u dvije male molekule šećera. Molekule šećera zovu se G3P. To je kratica za gliceraldehid 3-fosfat (GLIH-sur-AAL-duh-hide 3-FOS-fayt).
  3. stvaranje ugljikohidrata: Dio tog G3P napušta ciklus kako bi se pretvorio u veće šećere, poput glukoze (C6H12O.6).
  4. regeneraciju: S više ATP -a iz kontinuirane svjetlosne reakcije, preostali G3P hvata još dva ugljika kako bi postao RuBP. Ovaj se RuBP ponovno spaja s rubiscom. Sada su spremni za ponovni početak Calvinovog ciklusa kada se pojavi sljedeća molekula CO2 stiže.

Na kraju fotosinteze, biljka završava s glukozom (C6H12O.6), kisik (O2) i vodu (H2O). Molekula glukoze prelazi na veće stvari. Može postati dio molekula dugog lanca, poput celuloze koja je kemikalija koja čini stanične stijenke. Biljke također mogu pohraniti energiju zapakiranu u molekulu glukoze unutar većih molekula škroba. Oni čak mogu staviti glukozu u druge šećere - poput fruktoze - kako bi plod biljke postao sladak.

Sve su te molekule ugljikohidrati - kemikalije koje sadrže ugljik, kisik i vodik. (CarbOHydrate olakšava pamćenje.) Biljka koristi veze u tim kemikalijama za skladištenje energije. Ali i mi koristimo ove kemikalije. Ugljikohidrati su važan dio hrane koju jedemo, osobito žitarice, krumpir, voće i povrće.

Riječi moći

alge: Jednostanični organizmi, nekad smatrani biljkama (nisu). Kao vodeni organizmi, rastu u vodi. Poput zelenih biljaka, oni ovise o sunčevoj svjetlosti u proizvodnji hrane.

atom: Osnovna jedinica kemijskog elementa. Atomi se sastoje od guste jezgre koja sadrži pozitivno nabijene protone i nenabijene neutrone. Jezgra je orbitirana oblakom negativno nabijenih elektrona.

ATP: Kratica za adenozin trifosfat. Stanice čine da ova molekula pokreće gotovo sve njihove aktivnosti. Stanice koriste kisik i jednostavne šećere za stvaranje ove molekule, glavnog izvora svoje energije. Male strukture u stanicama koje provode ovaj proces skladištenja energije poznate su kao mitohondrije. Kao i baterija, ATP skladišti malo korisne energije. Kad ga stanica potroši, mitohondriji moraju napuniti stanicu stvarajući više ATP -a koristeći energiju prikupljenu iz hranjivih tvari stanice.

veza: (u kemiji) Polutrajna veza između atoma-ili skupina atoma-u molekuli. Nastaje privlačnom silom između sudjelujućih atoma. Nakon što se spoje, atomi će raditi kao jedinica. Za odvajanje sastavnih atoma, molekuli se mora isporučiti energija kao toplina ili neka druga vrsta zračenja.

Calvinov ciklus: Nazvan po Melvinu Calvinu, čovjeku koji ga je otkrio, ovaj ciklus je proces kojim biljke i alge pretvaraju ugljični dioksid u osnovne ugljikohidrate.

ugljikohidrata: Bilo koji od velike skupine spojeva koji se pojavljuju u hrani i živim tkivima, uključujući šećere, škrob i celulozu. Sadrže vodik i kisik u istom omjeru kao voda (2: 1) i obično se mogu razgraditi u tijelu životinje radi oslobađanja energije.

ugljični dioksid: (ili CO2) Bezbojni plin bez mirisa koji proizvode sve životinje kada kisik koji udišu reagira s hranom bogatom ugljikom koju su pojeli. Ugljični dioksid također se oslobađa pri sagorijevanju organskih tvari (uključujući fosilna goriva poput nafte ili plina). Ugljični dioksid djeluje kao staklenički plin, zadržavajući toplinu u Zemljinoj atmosferi. Biljke pretvaraju ugljični dioksid u kisik tijekom fotosinteze, procesa koji koriste za proizvodnju vlastite hrane.

ćelije: Najmanja strukturna i funkcionalna jedinica organizma. Tipično premalen za gledanje golim okom, sastoji se od vodenaste tekućine okružene membranom ili stijenkom. Ovisno o njihovoj veličini, životinje se sastoje od tisuća do bilijuna stanica. Većina organizama, poput kvasca, plijesni, bakterija i nekih algi, sastoji se od samo jedne stanice.

celuloza: Vrsta vlakana koja se nalazi u staničnim stijenkama biljaka. Tvore ga lanci molekula glukoze.

kemijski: Tvar nastala od dva ili više atoma koji se sjedinjuju (vezuju) u fiksnom omjeru i strukturi. Na primjer, voda je kemikalija nastala kada se dva atoma vodika vežu za jedan atom kisika. Njegova kemijska formula je H2O. Kemikalija također može biti pridjev za opisivanje svojstava materijala koji su rezultat različitih reakcija između različitih spojeva.

kemijska reakcija: Postupak koji uključuje preuređivanje molekula ili strukture tvari, za razliku od promjene fizičkog oblika (iz krute tvari u plin).

klorofil: Bilo koji od nekoliko zelenih pigmenata koji se nalaze u biljkama koje obavljaju fotosintezu - stvarajući šećere (hranu) iz ugljičnog dioksida i vode.

kloroplast: Sitna struktura u stanicama zelenih algi i zelenih biljaka koje sadrže klorofil i stvaraju glukozu fotosintezom.

elektromagnetski: Pridjev koji se odnosi na zračenje svjetla, magnetizam ili oboje.

oduševiti: (u kemiji i fizici) Za prijenos energije na jedan ili više vanjskih elektrona u atomu. Oni ostaju u ovom stanju veće energije sve dok ne oslobode dodatnu energiju emisijom neke vrste zračenja, poput svjetlosti.

fruktoza: Jednostavan šećer. Zajedno s glukozom, fruktoza čini polovicu svake molekule saharoze (poznate i kao stolni šećer).

glukoza: Jednostavan šećer koji je važan izvor energije u živim organizmima. Kao izvor energije koji se kreće kroz krvotok, poznat je kao "šećer u krvi". Polovica molekule čini stolni šećer (poznat i kao saharoza).

gliceraldehid 3-fosfat ili G3P: Molekula nastala kao dio kemijskih koraka koji tvore jednostavne ugljikohidrate. Dvije molekule G3P nastaju u biljkama i algama kao dio Calvinovog ciklusa fotosinteze. Životinje i bakterije također stvaraju G3P kao dio vlastitih koraka stvaranja ugljikohidrata.

vodik: Najlakši element u svemiru. Kao plin, on je bez boje, mirisa i lako zapaljiv. Sastavni je dio mnogih goriva, masti i kemikalija koje tvore živa tkiva. Napravljen je od jednog protona (koji mu služi kao jezgra) u orbiti jednog elektrona.

masa: Broj koji pokazuje koliko se objekt opire ubrzanju i usporavanju - u osnovi mjera od koliko je tvari napravljen taj objekt.

membrana: Pregrada koja blokira prolaz (ili protok) nekih materijala ovisno o njihovoj veličini ili drugim značajkama. Membrane su sastavni dio sustava za filtriranje. Mnogi imaju istu funkciju kao vanjski pokrov stanica ili organa tijela.

molekula: Električno neutralna skupina atoma koja predstavlja najmanju moguću količinu kemijskog spoja. Molekule mogu biti izrađene od pojedinačnih vrsta atoma ili različitih vrsta. Na primjer, kisik u zraku sastoji se od dva atoma kisika (O2), ali voda se sastoji od dva atoma vodika i jednog atoma kisika (H2O).

NADPH ili NADP+: Kratica za nikotinamid adenin dinukleotid fosfat (ali to nitko ne naziva tako). Ova molekula je način na koji stanice skladište i prenose energiju. Kada se molekula NADP+ transformira u NADPH, ona sadrži energiju koju zatim može upotrijebiti za pokretanje drugih reakcija u stanici.

organela: Specijalizirane strukture, poput mitohondrija, pronađene unutar stanice.

kisik: Plin koji čini oko 21 posto Zemljine atmosfere. Sve životinje i mnogi mikroorganizmi trebaju kisik za poticanje svog rasta (i metabolizma).

čestica: Minutna količina nečega.

foton: Čestica koja predstavlja najmanju moguću količinu svjetlosti ili drugu vrstu elektromagnetskog zračenja.

fotosinteza: (glagol: fotosinteza) Postupak kojim zelene biljke i neki drugi organizmi koriste sunčevu svjetlost za proizvodnju hrane od ugljičnog dioksida i vode.

protein: Spoj napravljen od jednog ili više dugih lanaca aminokiselina. Proteini su bitan dio svih živih organizama. Oni čine osnovu živih stanica, mišića i tkiva, a također rade i unutar stanica. Među poznatijim, samostalnim proteinima su hemoglobin (u krvi) i antitijela (također u krvi) koja se pokušavaju boriti protiv infekcija. Lijekovi često djeluju zahvaćajući proteine.

smanjenje: (v. reducirati) Kemijska reakcija koja dodaje jedan ili više elektrona. Također se promatra kao suprotnost oksidaciji. Kako hrđa oksidira željezo, proces smanjuje one atome kisika u blizini. To znači da dobivaju elektrone koji imaju negativan naboj.

ribuloza 1,5-bisfosfat: (RuBP) Molekula koja dovršava prvi i posljednji korak Calvinovog ciklusa, koja stvara šećer iz ugljičnog dioksida. Ova molekula sadrži pet ugljika i veže se za enzim rubisco. Rubisco povezuje RuBP s ugljičnim dioksidom iz zraka, prvi korak u stvaranju ugljikohidrata.

rubisco: Ovaj akronim označava ribuloza bisfosfat karboksilazu/oksigenazu. To je najčešći protein na Zemlji. U ulozi enzima, on igra ključnu ulogu u fotosintezi.

škrob: Meka bijela kemikalija koju proizvode sve zelene biljke. To je relativno duga molekula napravljena od povezivanja puno manjih, identičnih građevnih blokova - svi oni glukoze, jednostavnog šećera. Biljke i životinje koriste glukozu kao izvor energije. Biljke skladište tu glukozu, u obliku škroba, kao rezervnu zalihu energije. Životinje koje konzumiraju škrob mogu razgraditi škrob u molekule glukoze kako bi izvukle korisnu energiju.

stroma: (u botanici) Bezbojna tekućina unutar kloroplasta, gdje se odvija dio fotosinteze po Calvinovom ciklusu. (u anatomiji) Potporna struktura koja okružuje organ. Uključuje vezivno tkivo koje drži organ na mjestu i krvne žile koje organu donose kisik i šećere.

sinteza: (v. sintetizirati) Proizvodnja tvari kombiniranjem jednostavnijih kemijskih građevnih blokova.

membrane tilakoida: Unutarnji sustav povezanih membrana unutar kloroplasta. Membrane ne sadrže samo zeleni pigment klorofil, već i proteine. Na tim membranama odvija se dio fotosinteze svjetlosne reakcije koji proizvodi kisik i energiju za napajanje dijelova fotosinteze koji stvaraju šećer.

valna duljina: Udaljenost između jednog vrha i sljedećeg u nizu valova ili udaljenost između jednog korita i sljedećeg. To je također jedan od "mjerila" za mjerenje zračenja. Vidljivo svjetlo - koje, kao i svako elektromagnetsko zračenje, putuje u valovima - uključuje valne duljine između oko 380 nanometara (ljubičasto) i oko 740 nanometara (crveno). Zračenje čija je valna duljina kraća od vidljive svjetlosti uključuje gama zrake, X-zrake i ultraljubičasto svjetlo. Zračenje duljih valnih duljina uključuje infracrveno svjetlo, mikrovalne i radio valove.

Citati

Knjiga: N.A. Campbell, J. B. Reese i L.G. Mitchell. Biologija, 5. izdanje. Benjamin-Cummings Publication Co., 1999.

O Bethany Brookshire

Bethany Brookshire bila je dugogodišnja zaposlena spisateljica u Znanostne vijesti za studente. Ona ima doktorat znanosti. iz fiziologije i farmakologije te voli pisati o neuroznanosti, biologiji, klimi i još mnogo toga. Ona misli da su Porgovi invazivna vrsta.

Izvori učionice za ovaj članak Saznajte više

Za ovaj članak dostupni su besplatni resursi za edukatore. Registrirajte se za pristup:


Kako funkcionira fotosinteza: koraci procesa

Fotosinteza je definirana kao pretvorba CO2 u ugljikohidrate pomoću reakcije koja koristi svjetlost i vodu.

Fotosinteza je podijeljena u dva koraka. Ovi koraci su prvo: svjetlosna reakcija, a zatim tamna reakcija. U svjetlosnoj reakciji vrši se sinteza molekula bogatih energijom, poput ATP -a iz svjetlosti i vode. U istoj reakciji proizvodi se još jedan važan spoj NADPH. NADPH je reducirajuća molekula koja se koristi u metabolizmu različitih spojeva.

Drugi korak u fotosintetskom putu naziva se tamna reakcija. U ovom koraku dolazi do pretvorbe CO2 i vode u ugljikohidrate. Za ovaj drugi korak nije potrebno svjetlo da biste nastavili. Zbog toga se naziva mračna reakcija.

Prvi korak fotosinteze koji stvara molekule bogate energijom naziva se svjetlosna reakcija jer joj je za nastavak potrebna svjetlost.

Postoje neke bakterije koje mogu živjeti fotosintezom. Ove bakterije nazivaju se fototrofi. Jedna od tih bakterija naziva se cijanobakterija, a druga fototrofna: ljubičasta bakterija.

U eukariota u njima postoji posebna organela koja je odgovorna za fotosintetski proces. Ta se organela naziva kloroplast. Ova organela u sebi sadrži membranu koja se naziva tilakoidna membrana. Ova membrana je mjesto proizvodnje ATP i NADPH u svjetlosnoj reakciji fotosinteze.

Molekula u kloroplastu koja je odgovorna za hvatanje svjetlosti je klorofil. Ova molekula sadrži konjugirani sustav dvostrukih veza koji pomaže u upijanju sunčeve svjetlosti.

Osim što proizvodi ATP i NADPH, fotosinteza je odgovorna i za sintezu kisika ili O2 koji se koristi za aerobno disanje za proizvodnju energije u obliku ATP -a.

Metabolizam općenito pokreću molekule bogate energijom. To su ATP i NADH te NADPH i ubikinol. Ovi spojevi bogati energijom koriste se kao izvor energije za poticanje proizvodnje ili sinteze proteina, ugljikohidrata i nukleinskih kiselina. Ovi spojevi važni su za normalno funkcioniranje stanica.

Do stvaranja ugljikohidrata u mračnoj reakciji fotosinteze dolazi u stromi kloroplasta. To se događa u ciklusu reakcija koje kataliziraju enzimi. Ove reakcije rezultiraju fiksacijom CO2 i sintezom ugljikohidrata. Osim proizvodnje kisika ili O2.

Nažalost, ovaj proces ima različite nazive koji čitatelja mogu zbuniti. Ovi nazivi su prvo: Zove se redukcijski ciklus pentoznog fosfata. Drugi naziv istog procesa je C3 put. Treći naziv ovog procesa naziva se fotosintetski ciklus redukcije ugljika. Često se ovaj ciklus naziva i kalvinov ciklus.

Sve biljke imaju sposobnost pretvaranja ugljičnog dioksida ili CO2 redukcijskim ciklusom pentoza fosfata u saharozu u citosolu stanice. Također ima sposobnost sinteze škroba u kloropastu. Osim toga, sintetizira celulozu u staničnoj stijenci.

Saharoza se sintetizira u citosolu iz gliceraldehid 3-fosfata i dihidroksiacetona. Glukoza se u stanici postupkom glikolize pretvara u trios-fosfat. U nekim drugim biljkama nalaze se i drugi ciklusi fiksacije CO2 uz ciklus reduktivnog pentoznog fosfata, čime se smanjuje fotorespiracija.

Fiksaciju CO2, koji je prvi korak u ciklusu reduktivne pentoza fosfate, katalizira enzim koji se naziva RUBISCO, što je kratica za ribuloza 1,5 bis fosfoat karboksilaza oksigenaza.


Calvinov ciklus: izgradnja života iz zraka

Kako nešto poput zraka postaje drvo drveta? Odgovor leži u onome što čini zrak.

Kako se zrak koji okružuje drvo može pretvoriti u drvo? Kroz složeni skup reakcija koje koriste ugljik iz zraka za izradu drugih materijala. Slika André Karwath.

Zrak sadrži različite elemente poput kisika, ugljika i dušika. Ovi elementi čine molekule poput ugljičnog dioksida (CO2). Ugljični dioksid sastoji se od jednog atoma ugljika i dva atoma kisika. Biljke uzimaju ugljikov atom iz ugljičnog dioksida i koriste ga za izgradnju šećera.

To se radi pomoću Calvinovog ciklusa. Calvinov ciklus događa se unutar kloroplasta, ali izvan tilakoida (gdje je nastao ATP). ATP i NADPH iz reakcija ovisnih o svjetlosti koriste se u Calvinovom ciklusu.

Dijelovi Calvinovog ciklusa ponekad se nazivaju svjetlom neovisne reakcije. Ali neka vas ime ne zavara. te reakcije zahtijevaju djelovanje sunčeve svjetlosti.

Protein RuBisCO također pomaže u procesu promjene ugljika iz zraka u šećere. RuBisCO djeluje sporo, pa ga biljke trebaju puno. Zapravo, RuBisCO je najzastupljeniji protein na svijetu!

Proizvodi Calvinovog ciklusa koriste se za izradu jednostavne šećerne glukoze. Glukoza se koristi za izgradnju složenijih šećera poput škroba i celuloze. Škrob skladišti energiju za biljke, a celuloza je tvar od koje se biljke proizvode.


Gledaj video: Natures smallest factory: The Calvin cycle - Cathy Symington (Lipanj 2022).


Komentari:

  1. Abban

    Najveća poruka

  2. Amnon

    I apologize for not being able to help. Hope others can help you here.

  3. Daoud

    Nadam se da ćeš donijeti pravu odluku. Ne očajavaj.

  4. Maoltuile

    Teško mogu vjerovati u to.



Napišite poruku