Fotosynteza przebieg - profil ogólny

FOTOSYNTEZA.







Fotosynteza jest podstawowym anabolicznym procesem biologicznym, polegającym na wyłapaniu kwantów promieniowania świetlnego przez chlorofil i przekształcenie ich energii w energie chemiczną.



Głównym zadaniem fotosyntezy jest „wyprodukowanie” ze wody i dwutlenku węgla jak najwięcej związków organicznych.

Ogólnie rzecz biorąc równanie fotosyntezy przebiega następująco:



C02 + H2O C6H12O6 + O2



Fotosynteza zachodzi w ciałkach zielonych tzw. chloroplasy u roślin, bakterioplasty u bakterii (bakterie zielone i purpurowe). Fotosynteza zachodzi w dwóch etapach.



1. Nazywany faza jasną fotosyntezy. Zachodzi w granach chloroplastu.



Istotą fazy jasnej jest wytworzenie siły asymilacyjnej w postaci ATP (adenozynotrójfosforan) i NADPH2 (dwu uwodorniony dwu nukleotyd nikotynoamidoadeninowy). Generalne równanie pierwszej fazy fotosyntezy przebiega następująco:



2H20 4H+ + O2 + e



Woda zostaje pobrana przez system korzeniowy.

Tlen zostaje uwolniony do atmosfery natomiast jony wodoru zostaja włączone do siły asymilacyjnej.



Światło pada na fotosystemy: PI700 i PII680.

PI700 - --------------

karoten

------------

chlorofil A



PII680 ----------------------

ksantofil

----------------------

chlorofil B



Światło pada na fotosystem PII680. Elektron wędruje do składnika Q którego nauka jeszcze dobrze nie poznala, następnie na plastochinion (PQ), cytochrom F, plastocyjaninę (PC) i wreszcie trafia na PI700. Do tego miejsca dwukrotnie nastąpiła przemiana ADP ATP. Od tego miejsca elektron może powrócić do PII 680 lub przejść na P420, następnie na ferrodoksynę i w końcu do NADPH+



Drogę krótszą nazywamy fosforylacją cykliczna natomiast dłuższą fosforylacją niecykliczną





2 część procesu (faza ciemna) (zwana też cyklem Calvina) fotosyntezy zachodzi w stromie chloroplastu i jej istotą jest wytworzenie związków organicznych.

Faza ciemna składa się z 3 części.





Karboksylacja



CO2 pobrany z aparatów szparkowych o łącznej liczbie atomów węgla 1 łączy się z RuDP (rybulozodwufosforan) który zawiera 5 atomów węgla.

W wyniku połączenie powstaje 6-cio węglowy związek który rozkłada się na trzy węglowy PGA (kwas fosfoglicerynowy).







SCHEMAT KARBOKSYLACJI



3CO2 + 3RuDP 6 at. weg związek

3PGA 3PGA

3 at. węgla 3 at. węgla



Redukcja



W tej fazie kwas fosfoglicerynowy jest redukowany do aldehydu fosfoglicerynowego (PGAL) przy pomocy siły asymilacyjnej. Ogólnie powstaje sześć atomów PGAL. Pięć z nich przechodzą do następnej fazy a jeden przechodzi do TRIOZY.



SCHEMAT REDUKCJI





NADPH2 ATP

6 at. PGA 6 at. PGAL



5 at. do następnej fazy

1 at. do TRIOZY





Regeneracja



Pięć cząsteczek 5 atomowego RuDP 5 cząstek trzy atomowego PGAL

Pięć cząstek PGAL 3 cząsteczki 5 atomowego RuDP





(TRIOZA C3)

Powstanie:



- ketokwasów aminokwasów białek

- glikoza disacharydy polisacharydy

- glikoza inne monosacharydy

- kwasy tłuszczowe lipidy

- inne związki organiczne





U niektórych roślin faza ciemna fotosyntezy przybiega odmienie:



CO2 + PEP (fosforoenolopirogronian) kw. Szczawiooctowy

(C3) (C4)



Formą transportową CO2 jest kwas jabłkowy (który powstaje w komórkach mezofilu). Następnie w wyniku dekarboksylacji powstaje kwas pirogronowy i CO2 który zostaje włączony do cyklu Calvina.

Proces Calvina zachodzi u roślin C4 w pochwie okołowiązkowej.















Opr. Paweł Niwiński

[email protected]