FOTOSINTEZA (din sinteza fotografiei și sintezei grecești - conexiune), formarea de celule de plante superioare, alge și unele bacterii de substanțe organice cu participarea energiei luminoase. Apare cu ajutorul pigmenților (clorofili și alții) prezenți în cloroplaste și cromatografe celulare. Fotosinteza se bazează pe un proces redox în care electronii sunt transferați de la donorul-reductor (apă, hidrogen, etc.) la acceptor (acetat de CO2) pentru a forma compușii redus (carbohidrați) și eliberarea de O2. dacă este oxidat de H2O (bacteriile fotosintetice care folosesc alți donatori decât apa, nu produc oxigen).
energia luminoasă este transformată în energie chimică începe la structuri speciale - centrele de reacție. Ele constau din molecule de clorofilă a (bacterii - bacterioclorofilă în halobacteria - bacteriorodopsină) efectuarea photosensitizers funcției pigment feofitin asociată acestor donatori și acceptori de electroni și anumiți alți compuși.
Schema a două sisteme fotochimice (PS I și FS II) de fotosinteză.
E - potențialul redox la pH 7 (în volți), Z - donor de electroni FS II, P680 - o capcană de energie, iar centrul de reacție al PS II (antenă de recoltare de lumina a centrului include clorofilei molecule a, clorofila b, xantofile), Q - primar acceptor de electroni în PS II, ADP - adenozin difosfat, Pneorg. - fosfat anorganic, ATP - adenozintrifosfat, P700 - o capcană de energie, iar centrul de reacție al PS I (antenă-recoltare lumina clorofilei centru conține caroten clorofilă b molekully ..) VVF - substanta feredoxin redresare.
Fotosinteza mai mari plante, alge și cianobacterii implică două photoreaction consecutive cu diferite centre de reacție. Când pigmenți cuante absorbit fotosistemul II (PS II), electronii transferați din apă la intermediarul și acceptor prin intermediul lanțului de transport de electroni la centrele de reacție ale photosystem I (PS I). Excitarea PS I este însoțit de transferul de electroni la a doua etapă (prin intermediar către absorbantul și feredoxin NADP +). Centrele de reacție concentrate, doar o mică (aproximativ 1%), o parte din clorofila direct implicate în conversia energiei absorbite fotoni în energie chimică, masa principală, cât și (însoțitoare) pigmenți suplimentari servesc ca antenă de recoltare de lumină. Câteva zeci sau sute de astfel de molecule colectate în așa-numita unitate fotosintetic absoarbe fotoni și excitație transmis pe pigment din centrele de reacție ale moleculei. Acest lucru crește în mod semnificativ rata de fotosinteza chiar și la intensități de lumină scăzută. În centrele de reacție ale formării de oxidant primar și un reducator, care inițiază apoi un lanț de reacții succesive de oxidoreducere, și ca urmare energia stocată în fosfat adenin dinucleotid nicotinamid redus (ANPH * H) și ATP (fotosintetic fosformirovanie) - produs principal fotochimice stadii de lumina fotosinteză.
Produsele din etapele principale de fotosinteză a plantelor și a algelor superioare, care sunt stocate în energia luminii utilizate în continuare în ciclul de fixare a CO2 și conversia carbonului în carbohidrați (așa-numitul ciclu Calvin). CO2 se alătură ribulozodifosfat care implică enzima ribulozodifosfatkarboksilazy. Din compusul cu șase carbon rezultat este trohuglerodnaya format (C3) Acid phosphoglyceric (PGA), este apoi retras folosind ATP și NADPH la trohuglerodnyh zahar (triose fosfat), din care se formează și produsul final al fotosintezei - glucoză. Cu toate acestea, o parte din fosfatul triose suferă condens și procesul de rearanjare, devenind ribulozomonofosfat care este fosforilat cu ATP „lumină“ la ribulozodifosfat - CO2 acceptor primar. care asigură funcționarea continuă a ciclului. În unele plante (porumb, trestie de zahar si altele) conversia inițială a carbonului trece trohuglerodnye nu prin intermediul și prin compusul chetyrohuglerodnye (C4 -rasteniya, C4 -metabolizm carbon). acceptor CO2 în celulele mezofil ale acestor plante este fosfoenolpiruvat (PEP). Produse carboxilarea ale acestora - acid malic sau difuz aspartic în celulele parietale ale fascicule vasculare, care sunt decarboxilate pentru a elibera CO2. care intră în ciclul Calvin. Avantajele unui astfel de metabolism „cooperativă“, datorită faptului că carboxilaza PEP la o concentrație scăzută de CO2 este mai activ decât ribulozodifosfatkarboksilaza și, în plus, în celulele parietale, cu o concentrație redusă de O2 mai slab photorespiration exprimat asociat cu ribulozofosfata oxidarea si pierderea de insotire a energiei ( până la 50%). Plantele C4 atrag atenția cercetătorilor cu productivitate ridicată fotosintetică.
Fotosinteza - singurul proces în biosferă, ceea ce duce la o creștere a energiei libere a biosferei datorită unei surse externe - soarele și asigură existența ambelor plante și toate organismele heterotrofe, inclusiv oameni. Anual, în lume, prin fotosinteză 150 format miliarde. Tone de materie organică și eliberat aproximativ 200 miliarde. Tone O2 liber. Circuit O2. carbon și alte elemente implicate în fotosinteză, creat și susține compoziția actuală a atmosferei necesare vieții pe Pământ, fotosinteză previne o concentrare a CO2 creșterea în atmosferă, prevenind supraîncălzirea pământului (din cauza așa-numitul efect de seră). fotosinteza de oxigen este esențială nu numai pentru viața organismelor, dar, de asemenea, pentru protejarea de vie radiațiile ultraviolete nocive cu unde scurte (ecran atmosferă oxigen-ozon). Energia stocată în produsele de fotosinteză (sub formă de diferite tipuri de combustibil) este principala sursă de energie pentru omenire. Se presupune că energia fotosintezei viitoare ar putea lua una dintre primele scaune într-o sursă inepuizabilă și nepoluantă mediului de energie (crearea de „plantații energetice“ plante în creștere cu utilizarea ulterioară a masei vegetale pentru a genera energie termică sau de prelucrare într-un combustibil de înaltă calitate - alcool). Nu mai puțin important este rolul fotosintezei ca bază pentru obținerea de produse alimentare, hrana pentru animale, materii prime industriale. În ciuda eficienței inițiale ridicate etapelor fotofizice și fotochimice (aproximativ 95%) în veniturile randament doar mai puțin de 12% din energia solară; pierderile datorate absorbției incomplete a luminii, limitând procesul asupra nivelurilor biochimice și fiziologice. Furnizarea de plante cu apă, nutriție minerală, CO2. soiuri de reproducere cu eficiență ridicată fotosintetice, creând o absorbție a luminii favorabile pentru structura culturilor și alte căi sunt folosite pentru a pune în aplicare rezerve substanțiale a productivității fotosintetice.
Pentru unele culturi de cultivare justificate în lumină artificială complet sau parțial, procesele biotehnologice pentru prepararea materiilor vegetale (în special organisme unicelulare), acvacultura pentru unele alge și m. N. În acest sens, în special relevant sunt dezvoltarea cadrelor teoretice de management al fotosintezei, investigarea fotosinteză ca parte integrantă proces, legile reglementării sale și adaptarea la condițiile externe.
Articole similare
-
Înțelesul este dicționarul arhitectural "aкс"; dicționarele limbii ruse online
-
Înțeles dicționar enciclopedic "attenuator"; dicționarele limbii ruse online
Trimiteți-le prietenilor: