Немного ботаники

Как ухаживать

Растения в интерьере

Выбрать растения для дома

Определитель растений

Цветочный рейтинг

Личный дневник

Трудности



Фазы фотосинтеза

Фотосинтез – процесс довольно сложный и включает две фазы: световую, которая всегда происходит исключительно на свету, и темновую. Все процессы происходят внутри хлоропластов на особых маленьких органах - тилакоидах. В ходе световой фазы хлорофиллом поглощается квант света, в результате чего образуются молекулы АТФ и НАДФН. Вода при этом распадается, образуя ионы водорода и выделяя молекулу кислорода. Возникает вопрос, что это за непонятные загадочные вещества: АТФ и НАДН?

АТФ – это особые органические молекулы, которые имеются у всех живых организмов, их часто называют «энергетической» валютой. Именно эти молекулы содержат высокоэнергетические связи и являются источником энергии при любых органических синтезах и химических процессах в организме. Ну, а НАДФН – это собственно источник водорода, используется непосредственно при синтезе высокомолекулярных органических веществ - углеводов, который происходит во второй, темновой фазе фотосинтеза с использованием углекислого газа. Но давайте по порядку.


Cветовая фаза фотосинтеза


В хлоропластах содержится очень много молекул хлорофилла, и все они поглощают солнечный свет. Одновременно свет поглощается и другими пигментами, но они не умеют осуществлять фотосинтез. Сам процесс происходит лишь только в некоторых молекулах хлорофилла, которых совсем немного. Другие же молекулы хлорофилла, каротиноидов и других веществ образуют особые антенные, а также светособирающие комплексы (ССК). Они, как антенны, поглощают кванты света и передают возбуждение в особые реакционные центры или ловушки. Эти центры находятся в фотосистемах, которых у растений две: фотосистема II и фотосистема I. В них имеются особые молекулы хлорофилла: соответственно в фотосистеме II - P680, а в фотосистеме I - P700. Они поглощают свет именно такой длины волны(680 и 700 нм).

По схеме более понятно, как все выглядит и происходит во время световой фазы фотосинтеза.

На рисунке мы видим две фотосистемы с хлорофиллами Р680 и Р700. Также на рисунке показаны переносчики, по которым происходит транспорт электронов.

Итак: обе молекулы хлорофилла двух фотосистем поглощают квант света и возбуждаются. Электрон е- (на рисунке красный) у них переходит на более высокий энергетический уровень.

Возбужденные электроны обладает очень высокой энергией, они отрываются и поступают в особую цепь переносчиков, которая находится в мембранах тилакоидов – внутренних структур хлоропластов. По рисунку видно, что из фотосистемы II от хлорофилла Р680 электрон переходит к пластохинону, а из фотосистемы I от хлорофилла Р700 – к ферредоксину. В самих молекулах хлорофилла на месте электронов после их отрыва образуются синие дырки с положительным зарядом. Что делать?

Чтобы восполнить недостачу электрона молекула хлорофилла Р680 фотосистемы II принимает электроны от воды, при этом образуются ионы водорода. Кроме того, именно за счет распада воды образуется выделяющийся в атмосферу кислород. А молекула хлорофилла Р700, как видно из рисунка, восполняет недостачу электронов через систему переносчиков от фотосистемы II.

В общем, как бы ни было сложно, именно так протекает световая фаза фотосинтеза, ее главная суть заключается в переносе электронов. Также по рисунку можно заметить, что параллельно транспорту электронов происходит перемещение ионов водорода Н+ через мембрану, и они накапливаются внутри тилакоида. Так как их там становится очень много, они перемещаются наружу с помощью особого сопрягающего фактора, который на рисунке оранжевого цвета, изображен справа и похож на гриб.

В завершении мы видим конечный этап транспорта электрона, результатом которого является образование вышеупомянутого соединения НАДН. А за счет переноса ионов Н+ синтезируется энергетическая валюта – АТФ (на рисунке видно справа).

Итак, световая фаза фотосинтеза завершена, в атмосферу выделился кислород, образовались АТФ и НАДН. А что же дальше? Где обещанная органика? А дальше наступает темновая стадия, которая заключается, главным образом, в химических процессах.


Темновая фаза фотосинтеза


Для темновой фазы фотосинтеза обязательным компонентом является углекислый газ – СО2. Поэтому растение должно постоянно его поглощать из атмосферы. Для этой цели на поверхности листа имеются специальные структуры – устьица. Когда они открываются, СО2 поступает именно внутрь листа, растворяется в воде и вступает в реакцию световой фазы фотосинтеза.

В ходе световой фазы у большинства растений СО2 связывается с пятиуглеродным органическим соединением (которое представляет собой цепочку из пяти молекул углерода), в результате чего образуются две молекулы трехуглеродного соединения (3-фосфоглицериновая кислота). Т.к. первичным результатом являются именно эти трехуглеродные соединения, растения с таким типом фотосинтеза получили название С3-растений.

Дальнейший синтез, происходящий в хлоропластах, довольно сложен. В конечном итоге образуется шестиуглеродное соединение, из которого потом могут синтезироваться глюкоза, сахароза или крахмал. Именно в виде этих органических веществ растение накапливает энергию. Только небольшая их часть остается в листе и используется для его нужд. Остальные же углеводы путешествуют по всему растению и поступают именно туда, где больше всего нужна энергия, например, в точки роста.


Вас также может заинтересовать:


Пигменты фотосинтеза
Фотодыхание у растений
Растения с путем фотосинеза С4
САМ-тип фотосинтеза
От чего зависит интенсивность фотосинтеза

Комментарии: 6


ботан  2014-12-19

Благодарю! наконец-то я всё это осмыслил:-)

Биолог  2015-11-14

Действительно, очень Хороший и понятный сайт ,еще в придачу и рисунки есть! Благодарю!

Настя  2016-02-15

Отличное объяснение!Спасибо!

Рамазан  2016-10-06

Для поддержания фотосинтеза в защищенном грунте большое значение имеет достаточное поступление углекислоты в растения. Увеличение содержания углекислого газа в 10-20 раз способствует значительному повышению урожая овощных культур. Это особенно необходимо для сооружений с техническими способами обогрева и при выращивании овощей на гидропонике. При биологическом обогреве парников, наоборот, иногда требуется снизить содержание углекислоты. Простейшими способами накопления углекислого газа могут быть: мульчирование почвы органическими материалами, внесение под грунт навоза слоем 8...10 см, а также сбраживание коровяка или птичьего помета в бочках. Использование соломенных тюков повышает выделение углекислого газа до 10 г/м2-ч. Удобрение растений углекислым газом можно проводить путем сжигания природного газа (метана, пропана) или жидкого топлива (керосина), а также за счет использования очищенных газов из собственных котельных. Дороже стоит применение сжиженной (балонной) и твердой углекислоты (сухой лед). При этом поддерживают содержаниеуглекислого газа до 0,2-0,4%. Особенно эффективно удобрение углекислотой во время цветения и плодоношения огурца и томата. В среднем необходимо 10- 15 г углекислого газа в день на 1 м3 помещения. Удобрение углекислым газом проводят 2 раза в день, утром и после полудня, когда температура воздуха не превышает 20-25°С. Продолжительность подачи углекислого газа 2-4 ч при ярком солнечном освещении. Пpи сжигании газа или топлива, а также при использовании газов собственных котельных необходимо соблюдать правила эксплуатации горелок, следить за их регулировкой и не допускать неполного сгорания и накопления угарного газа. В топливе не должно быть соединений серы. Для ускорения созревания плодов в теплицах применяют этилен или ацетилен. Эти же газы используют при искусственном дозаривании плодов томата, снятых с растений недозрелыми. Дозаривание ведут в специальных камерах, куда (к объему воздуха) указанные газы вводят в соотношении 1:1000 или 1:1500. К вредным газам относятся: углекислый газ при концентрации свыше 1%, угарный (СО), сернистый, окислы азота (вблизи промышленных предприятий). Вредные газы могут вызывать ожоги на листьях и гибель растений. Накопление аммиака (до 0,6...4%) возможно при активном разложении биотоплива или торфа с высоким режимом температуры при небольшом слое грунта и высокой влажности. Повышенное содержание аммиака вызывает пожелтение листьев, гибель растений. Для снижения концентрации необходимо усилить вентиляцию, добавить суглинистую почву, ограничить поливы, провести рыхление или добавить рыхлящие материалы. Водный режим. Овощные растения в защищенном грунте очень чувствительны как к недостатку, так и к избытку влаги. Для образования листьев и стеблей растениям необходима умеренная влажность почвы, а для образования цветков — легкое подсушивание и почвы и воздуха. Равномерное увлажнение почвы обеспечивает рост плодов и высокую урожайность. В весенне-летний период поддерживают более высокий режим влажности почвы (70...80%) по сравнению с осенне-зимним периодом (60...65%). При низкой освещенности высокая влажность почвы задерживает рост корней, а в почве накапливаются токсичные вещества. Особенно высокие требования предъявляет к почвенной влаге рассада всех культур, а также зеленные. При подсушивании почвы преждевременно наступает стрелкование у редиса, капусты пекинской и салатах.http://wp.me/p4vrNX-1iq

Соня  2016-10-21

Просто супер!!!

Иосиф   2017-06-10

Спасибо большое за этот текст он очень понятный к экзаменам самое то !!!!????


Добавьте Ваш комментарий:



Введите сумму чисел с картинки:capcha





Здравствуйте, гость!


Hовое на сайте:

Экскокария - Excoecaria

Экскокария - Excoecaria

Экскокария кохинхинская или «китайский кротон»

Последние комментарии:


ячсм:
(Самые удивительные 2017-10-18)
ч... Далее...

Лариса:
(Пеперомия - 2017-10-18)
Здравствуйте. на листьях пеперомии появились коричневые пятна, нижняя сторона листа выглядит частично высохшей. Что делать... Далее...

Станислав Dv:
(Традесканция - 2017-10-17)
А это разве не фикус?... Далее...