N? natyr?, n?n ndikimin e drit?s s? diellit, zhvillohet nj? proces jetik, pa t? cilin askush nuk mund t? b?j?. krijes? N? tok?. Si rezultat i reagimit, oksigjeni l?shohet n? aj?r, t? cilin ne e thithim. Ky proces quhet fotosintez?. ?far? ?sht? fotosinteza pik? shkencore vizionin, dhe ?far? ndodh n? kloroplastet e qelizave bimore, do t? shqyrtojm? m? posht?.

Fotosinteza n? biologji ?sht? nj? transformim ??shtje organike dhe oksigjen nga komponimet inorganike n?n ndikim energji diellore. ?sht? karakteristik? p?r t? gjith? fotoautotrof?t, t? cil?t jan? n? gjendje t? prodhojn? vet? komponime organike.

Organizma t? till? p?rfshijn? bim?t, bakteret jeshile, vjollc?, cianobakteret (algat blu-jeshile).

Bim?t - fotoautotrof?t thithin ujin nga toka dhe nga ajri - dioksid karboni. N?n ndikimin e energjis? diellore, formohet glukoza, e cila m? pas shnd?rrohet n? nj? polisaharid - niseshte, e nevojshme organizmat bimore p?r t? ushqyerit, gjenerimin e energjis?. AT mjedisi l?shohet oksigjen - nj? substanc? e r?nd?sishme q? p?rdoret nga t? gjith? organizmat e gjall? p?r frym?marrje.

Si b?het fotosinteza. Nj? reaksion kimik mund t? p?rfaq?sohet duke p?rdorur ekuacionin e m?posht?m:

6CO2 + 6H2O + E = C6H12O6 + 6O2

Reaksionet fotosintetike ndodhin n? bim? n? nivel qelizor, p?rkat?sisht, n? kloroplastet q? p?rmbajn? pigmentin kryesor klorofil. Kjo p?rb?rje jo vet?m q? u jep bim?ve nj? ngjyr? t? gjelb?r, por gjithashtu merr nj? pjes? aktive n? vet? procesin.

P?r t? kuptuar m? mir? procesin, duhet t? njiheni me struktur?n e organeleve t? gjelbra - kloroplasteve.

Struktura e kloroplasteve

Kloroplastet jan? organele qelizore q? gjenden vet?m n? organizmat bimor?, cianobakteret. ?do kloroplast ?sht? i mbuluar me nj? membran? t? dyfisht?: t? jashtme dhe t? brendshme. Pjesa e brendshme Kloroplasti ?sht? i mbushur me strom? - substanca kryesore, e cila n? konsistenc? i ngjan citoplazm?s s? nj? qelize.

Struktura e kloroplastit

Stroma e kloroplastit p?rb?het nga:

• tilakoidet - struktura q? ngjajn? me qese t? sheshta q? p?rmbajn? pigment klorofil;
• gran - grupe tilakoid?sh;
• lamella - tuba q? lidhin gran?n e tilakoideve.

?do grana duket si nj? pirg monedhash, ku ?do monedh? ?sht? nj? tilakoid, dhe lamella ?sht? nj? raft mbi t? cilin jan? hedhur granatat. P?rve? k?saj, kloroplastet kan? t? tyren informacion gjenetik, e p?rfaq?suar nga vargjet e ADN-s? me dy fije, si dhe ribozomet q? marrin pjes? n? sintez?n e proteinave, pikave t? vajit, kokrrave t? nisesht?s.

Video e dobishme: fotosinteza

Fazat kryesore

Fotosinteza ka dy faza t? alternuara: t? lehta dhe t? err?ta. Secili ka karakteristikat e veta t? rrjedh?s dhe produktet e formuara gjat? reaksioneve t? caktuara. Dy fotosisteme, t? formuara nga pigmente ndihm?se q? mbledhin drit?n, klorofil dhe karotenoid, transferojn? energji n? pigmentin kryesor. Si rezultat, energjia e drit?s shnd?rrohet n? energji kimike - ATP (acid trifosforik adenozin?). ?far? ndodh n? procesin e fotosintez?s.

Shk?lqyesh?m

Faza e drit?s ndodh kur fotonet e drit?s godasin bim?n. N? kloroplast, ai rrjedh n? membranat tilakoid.

Proceset kryesore:

1. Pigmentet e fotosistemit Filloj t? "thithin" fotonet e energjis? diellore, t? cilat transferohen n? qendr?n e reagimit.
2. N?n veprimin e fotoneve t? drit?s, elektronet "ngacmohen" n? molekul?n e pigmentit (klorofil).
3. Elektroni i "ngacmuar" transferohet n? membran?n e jashtme t? tilakoidit me ndihm?n e proteinave transportuese.
4. I nj?jti elektron nd?rvepron me p?rb?rjen komplekse NADP (nikotinamid adenine dinukleotid fosfat), duke e reduktuar at? n? NADP * H2 (ky p?rb?r?s ?sht? i p?rfshir? n? faz?n e err?t).

Procese t? ngjashme ndodhin edhe n? fotosistemin II. Elektronet e “ngacmuara” largohen nga qendra e reaksionit dhe transferohen n? membran?n e jashtme tilakoidale, ku lidhen me nj? pranues elektroni, kthehen n? fotosistemin I dhe e rivendosin at?.

Faza e leht? e fotosintez?s

Por si restaurohet fotosistemi II? Kjo ndodh p?r shkak t? fotoliz?s s? ujit - reagimi i ndarjes s? H2O. S? pari, nj? molekul? uji dhuron elektrone n? qendr?n e reagimit t? fotosistemit II, p?r shkak t? s? cil?s ndodh reduktimi i saj. Pas k?saj, ndodh ndarja e plot? e ujit n? hidrogjen dhe oksigjen. Kjo e fundit dep?rton n? mjedis n?p?rmjet stomatave t? epiderm?s s? gjethes.

Ju mund t? p?rshkruani fotoliz?n e ujit duke p?rdorur ekuacionin:

2H2O \u003d 4H + 4e + O2

P?rve? k?saj, gjat? faz?s s? drit?s, molekulat ATP sintetizohen - energji kimike q? shkon n? formimin e glukoz?s. Membrana tilakoid p?rmban nj? sistem enzimatik q? merr pjes? n? formimin e ATP. Ky proces ndodh si rezultat i faktit se nj? jon hidrogjeni transferohet p?rmes kanalit t? nj? enzime t? ve?ant? nga guaska e brendshme n? guask?n e jashtme. Pastaj energjia lirohet.

?sht? e r?nd?sishme t? dini! Gjat? faz?s s? leht? t? fotosintez?s, prodhohet oksigjeni, si dhe energjia e ATP, e cila p?rdoret p?r sintetizimin e monosakarideve n? faz?n e err?t.

E err?t

Reaksionet e faz?s s? err?t vazhdojn? rreth or?s, edhe n? munges? t? drit?s s? diellit. Reaksionet fotosintetike ndodhin n? strom?n (mjedisin e brendsh?m) t? kloroplastit. Kjo tem? u studiua m? n? detaje nga Melvin Calvin, pas t? cilit reagimet e faz?s s? err?t quhen cikli i Kalvinit, ose C3 - rruga.

Ky cik?l zhvillohet n? 3 faza:

1. Karboksilimi.
2. Rim?k?mbja.
3. Rigjenerimi i pranuesve.

Gjat? karboksilimit, nj? substanc? e quajtur bisfosfat ribuloz kombinohet me grimcat e dioksidit t? karbonit. P?r k?t?, p?rdoret nj? enzim? e ve?ant? - karboksilaza. Formohet nj? p?rb?rje e paq?ndrueshme me gjasht? karbon, e cila pothuajse menj?her? ndahet n? 2 molekula t? FHA (acid fosfoglicerik).

P?r t? rivendosur FHA, p?rdoret energjia e ATP dhe NADP * H2, e formuar gjat? faz?s s? drit?s. N? reaksionet e nj?pasnj?shme, formohet nj? sheqer trikarbon me nj? grup fosfat.

Gjat? rigjenerimit t? pranuesve, nj? pjes? e molekulave FHA p?rdoret p?r t? reduktuar molekulat e bisfosfatit ribuloz, i cili ?sht? nj? pranues i CO2. M? tej, n? reaksione t? nj?pasnj?shme, formohet nj? monosakarid, glukoza. P?r t? gjitha k?to procese, p?rdoret energjia e ATP, e formuar n? faz?n e drit?s, si dhe NADP * H2.

Proceset e shnd?rrimit t? 6 molekulave t? dioksidit t? karbonit n? 1 molekul? glukoze k?rkojn? zb?rthimin e 18 molekulave ATP dhe 12 molekulave NADP*H2. K?to procese mund t? p?rshkruhen duke p?rdorur ekuacionin e m?posht?m:

6CO2 + 24H = C6H12O6 + 6H2O

M? pas, karbohidratet m? komplekse sintetizohen nga glukoza e formuar - polisaharidet: niseshte, celuloz?.

Sh?nim! Gjat? fotosintez?s s? faz?s s? err?t, formohet glukoza - nj? substanc? organike e nevojshme p?r ushqimin e bim?ve dhe gjenerimin e energjis?.

Tabela e m?poshtme e fotosintez?s do t? ndihmoj? p?r t? kuptuar m? mir? thelbin themelor t? k?tij procesi.

Tabela krahasuese e fazave t? fotosintez?s

Megjith?se cikli i Kalvinit ?sht? m? karakteristik p?r faz?n e err?t t? fotosintez?s, megjithat?, p?r disa bim?t tropikale karakteristik ?sht? cikli Hatch-Slack (C4-rruga), i cili ka karakteristikat e veta t? rrjedh?s. Gjat? karboksilimit n? ciklin Hatch-Sleck nuk formohet acid fosfoglicerik, por t? tjer?, si: oksaloacetik, malik, aspartik. Gjithashtu, gjat? k?tyre reaksioneve, dioksidi i karbonit grumbullohet n? qelizat bimore, dhe nuk ekskretohet gjat? shk?mbimit t? gazit, si n? shumic?n.

M? pas, ky gaz p?rfshihet n? reaksionet fotosintetike dhe n? formimin e glukoz?s. Vlen gjithashtu t? theksohet se rruga C4 e fotosintez?s k?rkon m? shum? energji sesa cikli Calvin. Reaksionet kryesore, produktet e formimit n? ciklin Hatch-Slack nuk ndryshojn? nga cikli Calvin.

P?r shkak t? reagimeve t? ciklit Hatch-Slack, fotorespirimi praktikisht nuk ndodh n? bim?, pasi stomatat e epiderm?s jan? n? nj? gjendje t? mbyllur. Kjo i lejon ata t? p?rshtaten me kushtet specifike t? habitatit:

• nxeht?si e fort?;
• klima e that?;
• krip?sia e rritur e habitateve;
• mungesa e CO2.

Krahasimi i fazave t? lehta dhe t? err?ta

Vlera n? natyr?

Fal? fotosintez?s, formohet oksigjeni - nj? substanc? jetike p?r proceset e frym?marrjes dhe akumulimin e energjis? brenda qelizave, e cila u mund?son organizmave t? gjall? t? rriten, zhvillohen, shumohen dhe p?rfshihen drejtp?rdrejt n? pun?n e t? gjitha sistemeve fiziologjike t? njeriut. trupi, kafsh?t.

E r?nd?sishme! Nga oksigjeni n? atmosfer?, formohet nj? shtres? ozoni, e cila mbron t? gjith? organizmat nga efektet e d?mshme t? rrezatimit t? rreziksh?m ultravjollc?.

Video e dobishme: p?rgatitja p?r provimin n? Biologji - fotosintez?

konkluzioni

Fal? aft?sis? p?r t? sintetizuar oksigjenin dhe energjin?, bim?t p?rb?jn? hallk?n e par? n? t? gjith? zinxhir?t ushqimor?, duke qen? prodhues. Duke konsumuar bim? t? gjelbra, t? gjith? heterotrof?t (kafsh?t, njer?zit), s? bashku me ushqimin, marrin burime jetike. Fal? procesit q? ndodh n? bim?t e gjelbra dhe cianobakteret, ruhet nj? p?rb?rje konstante gazi e atmosfer?s dhe jeta n? tok?.

- sinteza e substancave organike nga dioksidi i karbonit dhe uji me p?rdorimin e detyruesh?m t? energjis? s? drit?s:

6CO 2 + 6H 2 O + Q drit? -> C 6 H 12 O 6 + 6O 2.

N? bim?t m? t? larta organi i fotosintez?s ?sht? gjethja, organelet e fotosintez?s jan? kloroplastet (struktura e kloroplasteve - ligj?rata nr. 7). Membranat tilakoid t? kloroplasteve p?rmbajn? pigmente fotosintetike: klorofile dhe karotenoid?. Ka disa tipe te ndryshme klorofil ( a, b, c, d), kryesori ?sht? klorofili a. N? molekul?n e klorofilit, mund t? dallohet nj? "kok?" porfirine me nj? atom magnezi n? qend?r dhe nj? "bisht" fitoli. "Koka" e porfirin?s ?sht? nj? struktur? e shesht?, ?sht? hidrofile dhe p?r k?t? arsye shtrihet n? sip?rfaqen e membran?s q? p?rballet. mjedisi ujor stroma. “Bishti” i fitolit ?sht? hidrofobik dhe k?shtu mban molekul?n e klorofilit n? membran?.

Klorofili thith drit?n e kuqe dhe blu-vjollc?, reflekton jeshile dhe p?r k?t? arsye u jep bim?ve ngjyr?n e tyre karakteristike jeshile. Molekulat e klorofilit n? membranat tilakoid jan? t? organizuara n? fotosistemet. Bim?t dhe algat blu-jeshile kan? fotosistemin-1 dhe fotosistemin-2; bakteret fotosintetike kan? fotosistemin-1. Vet?m fotosistemi-2 mund t? dekompozoj? ujin me l?shimin e oksigjenit dhe t? marr? elektrone nga hidrogjeni i ujit.

Fotosinteza ?sht? nj? proces kompleks me shum? faza; reaksionet e fotosintez?s ndahen n? dy grupe: reaksione faza e leht? dhe reagimet faza e err?t.

faza e leht?

Kjo faz? ndodh vet?m n? prani t? drit?s n? membranat tilakoidale me pjes?marrjen e klorofilit, proteinave bart?se t? elektroneve dhe enzim?s ATP sintetaz?. N?n ndikimin e nj? sasie drite, elektronet e klorofilit ngacmohen, largohen nga molekula dhe bien mbi jasht? membrana tilakoid, e cila p?rfundimisht ngarkohet negativisht. Molekulat e klorofilit t? oksiduar rikthehen duke marr? elektrone nga uji i vendosur n? hap?sir?n intratilakoidale. Kjo ?on n? dekompozimin ose fotoliz?n e ujit:

H 2 O + Q drita -> H + + OH -.

Jonet hidroksil dhurojn? elektronet e tyre, duke u kthyer n? radikale reaktive. OH:

OH - -> .OH + e - .

Radikalet.OH kombinohen p?r t? formuar uj? dhe oksigjen t? lir?:

4 NR. -> 2H 2 O + O 2.

Oksigjeni hiqet n? mjedisi i jasht?m, dhe protonet grumbullohen brenda tilakoidit n? nj? "rezervuar protoni". Si rezultat, membrana tilakoid, nga nj?ra an?, ?sht? e ngarkuar pozitivisht p?r shkak t? H +, nga ana tjet?r, negativisht p?r shkak t? elektroneve. Kur diferenca potenciale midis an?ve t? jashtme dhe t? brendshme t? membran?s tilakoidale arrin 200 mV, protonet shtyhen n?p?r kanalet e sintetaz?s ATP dhe ADP fosforilohet n? ATP; hidrogjeni atomik shkon n? rikuperim transportues specifik NADP + (nikotinamid adenin? dinukleotid fosfat) n? NADP H2:

2H + + 2e - + NADP -> NADP H 2.

K?shtu, fotoliza e ujit ndodh n? faz?n e drit?s, e cila shoq?rohet me tre proceset kritike: 1) sinteza e ATP; 2) formimi i NADP·H 2; 3) formimi i oksigjenit. Oksigjeni shp?rndahet n? atmosfer?, ATP dhe NADP·H 2 transportohen n? strom?n e kloroplastit dhe marrin pjes? n? proceset e faz?s s? err?t.

1 - stroma e kloroplastit; 2 - grana tilakoid.

faza e err?t

Kjo faz? zhvillohet n? strom?n e kloroplastit. Reagimet e tij nuk k?rkojn? energjin? e drit?s, k?shtu q? ato ndodhin jo vet?m n? drit?, por edhe n? err?sir?. Reaksionet e faz?s s? err?t jan? nj? zinxhir transformimesh t? nj?pasnj?shme t? dioksidit t? karbonit (vjen nga ajri), duke ?uar n? formimin e glukoz?s dhe substancave t? tjera organike.

Reagimi i par? n? k?t? zinxhir ?sht? fiksimi i dioksidit t? karbonit; Pranuesi i dioksidit t? karbonit ?sht? nj? sheqer me pes? karbon ribuloz bisfosfat(RiBF); enzima katalizon reaksionin ribuloz bisfosfat karboksilaza(RiBP-karboksilaza). Si rezultat i karboksilimit t? bisfosfatit ribuloz, formohet nj? p?rb?rje e paq?ndrueshme me gjasht? karbon, e cila dekompozohet menj?her? n? dy molekula. acid fosfoglicerik(FGK). Pastaj ka nj? cik?l reaksionesh n? t? cilat, p?rmes nj? s?r? produktesh t? nd?rmjetme, acidi fosfoglicerik shnd?rrohet n? glukoz?. K?to reaksione p?rdorin energjit? e ATP dhe NADP·H 2 t? formuara n? faz?n e drit?s; Cikli i k?tyre reaksioneve quhet cikli i Kalvinit:

6CO 2 + 24H + + ATP -> C 6 H 12 O 6 + 6H 2 O.

P?rve? glukoz?s, gjat? fotosintez?s formohen edhe monomere t? tjera t? komponimeve organike komplekse - aminoacide, glicerin? dhe acide yndyrore, nukleotide. Aktualisht, ekzistojn? dy lloje t? fotosintez?s: C 3 - dhe C 4 - fotosinteza.

C3 -fotosinteza

Ky ?sht? nj? lloj fotosinteze n? t? cilin p?rb?r?sit me tre karbon (C3) jan? produkti i par?. C3-fotosinteza u zbulua para C4-fotosintez?s (M. Calvin). ?sht? C3-fotosinteza q? p?rshkruhet m? sip?r, n?n titullin "Faza e err?t". Karakteristikat C 3 -fotosinteza: 1) RiBP ?sht? nj? pranues i dioksidit t? karbonit, 2) RiBP karboksilaza katalizon reaksionin e karboksilimit t? RiBP, 3) si rezultat i karboksilimit t? RiBP, formohet nj? p?rb?rje me gjasht? karbon, e cila zb?rthehet n? dy FHA. FHA ?sht? rikthyer n? triozofosfatet(TF). Nj? pjes? e TF p?rdoret p?r rigjenerimin e RiBP, nj? pjes? shnd?rrohet n? glukoz?.

1 - kloroplast; 2 - peroksizome; 3 - mitokondri.

Ky ?sht? marrja e oksigjenit n? var?si t? drit?s dhe lirimi i dioksidit t? karbonit. Edhe n? fillim t? shekullit t? kaluar, u zbulua se oksigjeni pengon fotosintez?n. Si? doli, jo vet?m dioksidi i karbonit, por edhe oksigjeni mund t? jet? nj? substrat p?r karboksilaz?n RiBP:

O 2 + RiBP -> fosfoglikolat (2С) + FHA (3С).

Enzima quhet RiBP-oxygenase. Oksigjeni ?sht? nj? frenues konkurrues i fiksimit t? dioksidit t? karbonit. Grupi i fosfatit shk?putet dhe fosfoglikolati b?het glikolat, t? cilin bima duhet ta p?rdor?. Ai hyn n? peroksizomet, ku oksidohet n? glicin?. Glicina hyn n? mitokondri, ku oksidohet n? serin?, me humbjen e karbonit tashm? t? fiksuar n? form?n e CO 2. Si rezultat, dy molekula glikolate (2C + 2C) konvertohen n? nj? FHA (3C) dhe CO 2. Fotorespirimi ?on n? nj? ulje t? rendimentit t? bim?ve C 3 me 30-40% ( C 3 -bim?- bim?t q? karakterizohen nga C 3 -fotosinteza).

C4 -fotosinteza - fotosinteza, n? t? cil?n produkti i par? ?sht? komponimet me kat?r karbon (C 4). N? vitin 1965, u zbulua se disa bim? ( kallam sheqeri, misri, melekuqe, meli) produktet e para t? fotosintez?s jan? acidet me kat?r karbon. Bim? t? tilla quhen Me 4 bim?. N? vitin 1966, shkenc?tar?t australian? Hatch dhe Slack treguan se bim?t C 4 praktikisht nuk kan? fotorespirim dhe thithin dioksidin e karbonit n? m?nyr? shum? m? efikase. Filloi t? quhej rruga e transformimeve t? karbonit n? impiantet C 4 nga Hatch-Slack.

C 4 bim?t karakterizohen nga nj? e ve?ant? struktura anatomike flet?. T? gjitha tufat p?rcjell?se jan? t? rrethuara nga nj? shtres? e dyfisht? qelizash: e jashtme ?sht? qeliza mezofile, e brendshme ?sht? qeliza rreshtuese. Dioksidi i karbonit ?sht? i fiksuar n? citoplazm?n e qelizave mezofile, pranuesi ?sht? fosfoenolpiruvat(PEP, 3C), si rezultat i karboksilimit t? PEP, formohet oksaloacetati (4C). Procesi ?sht? i katalizuar PEP karboksilaza. Ndryshe nga karboksilaza RiBP, karboksilaza PEP ka nj? afinitet t? lart? p?r CO2 dhe, m? e r?nd?sishmja, nuk nd?rvepron me O2. N? kloroplastet mezofile, ka shum? grana, ku reaksionet e faz?s s? drit?s po zhvillohen n? m?nyr? aktive. N? kloroplastet e qelizave t? mb?shtjell?sit ndodhin reaksione t? faz?s s? err?t.

Oxaloacetati (4C) konvertohet n? malat, i cili transportohet p?rmes plazmodesmatave n? qelizat e rreshtimit. K?tu dekarboksilohet dhe dehidrohet p?r t? formuar piruvat, CO2 dhe NADP·H2.

Piruvati kthehet n? qelizat e mezofilit dhe rigjenerohet n? kurriz t? energjis? ATP n? PEP. CO 2 fiksohet p?rs?ri nga karboksilaza RiBP me formimin e FHA. Rigjenerimi i PEP k?rkon energjin? e ATP, k?shtu q? nevojitet pothuajse dy her? m? shum? energji sesa me fotosintez?n C 3.

R?nd?sia e fotosintez?s

Fal? fotosintez?s, miliarda ton dioksid karboni thithen nga atmosfera ?do vit, miliarda ton? oksigjen ?lirohen; fotosinteza ?sht? burimi kryesor i formimit t? substancave organike. Shtresa e ozonit ?sht? formuar nga oksigjeni, i cili mbron organizmat e gjall? nga rrezatimi ultravjollc? me val? t? shkurt?r.

Gjat? fotosintez?s gjethe jeshile p?rdor vet?m rreth 1% t? energjis? diellore q? bie mbi t?, produktiviteti ?sht? rreth 1 g l?nd? organike p?r 1 m 2 sip?rfaqe n? or?.

Kemosinteza

Sinteza e p?rb?rjeve organike nga dioksidi i karbonit dhe uji, e kryer jo n? kurriz t? energjis? s? drit?s, por n? kurriz t? energjis? s? oksidimit t? substancave inorganike, quhet kemosinteza. Organizmat kemosintetik? p?rfshijn? disa lloje bakteresh.

Bakteret nitrifikuese oksidojn? amoniakun n? azot, dhe m? pas n? acid nitrik(NH 3 -> HNO 2 -> HNO 3).

bakteret e hekurit shnd?rroni hekurin me ngjyra n? oksid (Fe 2+ -> Fe 3+).

Bakteret e squfurit oksidohet sulfidi i hidrogjenit n? squfur ose acid sulfurik (H 2 S + 1/2 O 2 -> S + H 2 O, H 2 S + 2O 2 -> H 2 SO 4).

Si rezultat i reaksioneve t? oksidimit t? substancave inorganike, lirohet energji, e cila ruhet nga bakteret n? form?n e lidhjeve me energji t? lart? t? ATP. ATP p?rdoret p?r sintez?n e substancave organike, e cila vazhdon n? m?nyr? t? ngjashme me reaksionet e faz?s s? err?t t? fotosintez?s.

Bakteret kemosintetike kontribuojn? n? akumulimin n? tok? minerale, p?rmir?son pjellorin? e tok?s, promovon pastrimin Uj?rat e zeza dhe etj.

Shkoni n? leksionet №11“Koncepti i metabolizmit. Biosinteza e proteinave"

Shkoni n? leksionet №13"Metodat e ndarjes s? qelizave eukariote: mitoza, mejoza, amitoza"

- sinteza e substancave organike nga dioksidi i karbonit dhe uji me p?rdorimin e detyruesh?m t? energjis? s? drit?s:

6CO 2 + 6H 2 O + Q drit? -> C 6 H 12 O 6 + 6O 2.

N? bim?t m? t? larta, organi i fotosintez?s ?sht? gjethja, organelet e fotosintez?s jan? kloroplastet (struktura e kloroplasteve ?sht? leksioni nr. 7). Membranat tilakoid t? kloroplasteve p?rmbajn? pigmente fotosintetike: klorofile dhe karotenoid?. Ekzistojn? disa lloje t? ndryshme t? klorofilit ( a, b, c, d), kryesori ?sht? klorofili a. N? molekul?n e klorofilit, mund t? dallohet nj? "kok?" porfirine me nj? atom magnezi n? qend?r dhe nj? "bisht" fitoli. “Koka” e porfirin?s ?sht? nj? struktur? e shesht?, ?sht? hidrofile dhe p?r k?t? arsye shtrihet n? sip?rfaqen e membran?s q? p?rballet me mjedisin ujor t? strom?s. “Bishti” i fitolit ?sht? hidrofobik dhe k?shtu mban molekul?n e klorofilit n? membran?.

Klorofili thith drit?n e kuqe dhe blu-vjollc?, reflekton jeshile dhe p?r k?t? arsye u jep bim?ve ngjyr?n e tyre karakteristike jeshile. Molekulat e klorofilit n? membranat tilakoid jan? t? organizuara n? fotosistemet. Bim?t dhe algat blu-jeshile kan? fotosistemin-1 dhe fotosistemin-2; bakteret fotosintetike kan? fotosistemin-1. Vet?m fotosistemi-2 mund t? dekompozoj? ujin me l?shimin e oksigjenit dhe t? marr? elektrone nga hidrogjeni i ujit.

Fotosinteza ?sht? nj? proces kompleks me shum? faza; reaksionet e fotosintez?s ndahen n? dy grupe: reaksione faza e leht? dhe reagimet faza e err?t.

faza e leht?

Kjo faz? ndodh vet?m n? prani t? drit?s n? membranat tilakoidale me pjes?marrjen e klorofilit, proteinave bart?se t? elektroneve dhe enzim?s ATP sintetaz?. N?n veprimin e nj? sasie drite, elektronet e klorofilit ngacmohen, largohen nga molekula dhe hyjn? n? an?n e jashtme t? membran?s tilakoid, e cila p?rfundimisht ngarkohet negativisht. Molekulat e klorofilit t? oksiduar rikthehen duke marr? elektrone nga uji i vendosur n? hap?sir?n intratilakoidale. Kjo ?on n? dekompozimin ose fotoliz?n e ujit:

H 2 O + Q drita -> H + + OH -.

Jonet hidroksil dhurojn? elektronet e tyre, duke u kthyer n? radikale reaktive. OH:

OH - -> .OH + e - .

Radikalet.OH kombinohen p?r t? formuar uj? dhe oksigjen t? lir?:

4 NR. -> 2H 2 O + O 2.

N? k?t? rast, oksigjeni largohet n? mjedisin e jasht?m dhe protonet grumbullohen brenda tilakoidit n? "rezervuarin e protonit". Si rezultat, membrana tilakoid, nga nj?ra an?, ?sht? e ngarkuar pozitivisht p?r shkak t? H +, nga ana tjet?r, negativisht p?r shkak t? elektroneve. Kur diferenca potenciale midis an?ve t? jashtme dhe t? brendshme t? membran?s tilakoidale arrin 200 mV, protonet shtyhen n?p?r kanalet e sintetaz?s ATP dhe ADP fosforilohet n? ATP; hidrogjeni atomik p?rdoret p?r t? rivendosur bart?sin specifik NADP + (nikotinamid adenin? dinukleotid fosfat) n? NADP H2:

2H + + 2e - + NADP -> NADP H 2.

K?shtu, fotoliza e ujit ndodh n? faz?n e drit?s, e cila shoq?rohet nga tre procese kryesore: 1) sinteza e ATP; 2) formimi i NADP·H 2; 3) formimi i oksigjenit. Oksigjeni shp?rndahet n? atmosfer?, ATP dhe NADP·H 2 transportohen n? strom?n e kloroplastit dhe marrin pjes? n? proceset e faz?s s? err?t.

1 - stroma e kloroplastit; 2 - grana tilakoid.

faza e err?t

Kjo faz? zhvillohet n? strom?n e kloroplastit. Reagimet e tij nuk k?rkojn? energjin? e drit?s, k?shtu q? ato ndodhin jo vet?m n? drit?, por edhe n? err?sir?. Reaksionet e faz?s s? err?t jan? nj? zinxhir transformimesh t? nj?pasnj?shme t? dioksidit t? karbonit (vjen nga ajri), duke ?uar n? formimin e glukoz?s dhe substancave t? tjera organike.

Reagimi i par? n? k?t? zinxhir ?sht? fiksimi i dioksidit t? karbonit; Pranuesi i dioksidit t? karbonit ?sht? nj? sheqer me pes? karbon ribuloz bisfosfat(RiBF); enzima katalizon reaksionin ribuloz bisfosfat karboksilaza(RiBP-karboksilaza). Si rezultat i karboksilimit t? bisfosfatit ribuloz, formohet nj? p?rb?rje e paq?ndrueshme me gjasht? karbon, e cila dekompozohet menj?her? n? dy molekula. acid fosfoglicerik(FGK). Pastaj ka nj? cik?l reaksionesh n? t? cilat, p?rmes nj? s?r? produktesh t? nd?rmjetme, acidi fosfoglicerik shnd?rrohet n? glukoz?. K?to reaksione p?rdorin energjit? e ATP dhe NADP·H 2 t? formuara n? faz?n e drit?s; Cikli i k?tyre reaksioneve quhet cikli i Kalvinit:

6CO 2 + 24H + + ATP -> C 6 H 12 O 6 + 6H 2 O.

P?rve? glukoz?s, gjat? fotosintez?s formohen edhe monomere t? tjera t? komponimeve organike komplekse - aminoacide, glicerin? dhe acide yndyrore, nukleotide. Aktualisht, ekzistojn? dy lloje t? fotosintez?s: C 3 - dhe C 4 - fotosinteza.

C3 -fotosinteza

Ky ?sht? nj? lloj fotosinteze n? t? cilin p?rb?r?sit me tre karbon (C3) jan? produkti i par?. C3-fotosinteza u zbulua para C4-fotosintez?s (M. Calvin). ?sht? C3-fotosinteza q? p?rshkruhet m? sip?r, n?n titullin "Faza e err?t". Karakteristikat karakteristike t? fotosintez?s C 3: 1) RiBP ?sht? pranues i dioksidit t? karbonit, 2) RiBP karboksilaza katalizon reaksionin e karboksilimit t? RiBP, 3) si rezultat i karboksilimit t? RiBP, formohet nj? p?rb?rje me gjasht? karbon, e cila zb?rthehet n? dy FHA. FHA ?sht? rikthyer n? triozofosfatet(TF). Nj? pjes? e TF p?rdoret p?r rigjenerimin e RiBP, nj? pjes? shnd?rrohet n? glukoz?.

1 - kloroplast; 2 - peroksizome; 3 - mitokondri.

Ky ?sht? marrja e oksigjenit n? var?si t? drit?s dhe lirimi i dioksidit t? karbonit. Edhe n? fillim t? shekullit t? kaluar, u zbulua se oksigjeni pengon fotosintez?n. Si? doli, jo vet?m dioksidi i karbonit, por edhe oksigjeni mund t? jet? nj? substrat p?r karboksilaz?n RiBP:

O 2 + RiBP -> fosfoglikolat (2С) + FHA (3С).

Enzima quhet RiBP-oxygenase. Oksigjeni ?sht? nj? frenues konkurrues i fiksimit t? dioksidit t? karbonit. Grupi i fosfatit shk?putet dhe fosfoglikolati b?het glikolat, t? cilin bima duhet ta p?rdor?. Ai hyn n? peroksizomet, ku oksidohet n? glicin?. Glicina hyn n? mitokondri, ku oksidohet n? serin?, me humbjen e karbonit tashm? t? fiksuar n? form?n e CO 2. Si rezultat, dy molekula glikolate (2C + 2C) konvertohen n? nj? FHA (3C) dhe CO 2. Fotorespirimi ?on n? nj? ulje t? rendimentit t? bim?ve C 3 me 30-40% ( C 3 -bim?- bim?t q? karakterizohen nga C 3 -fotosinteza).

C4 -fotosinteza - fotosinteza, n? t? cil?n produkti i par? ?sht? komponimet me kat?r karbon (C 4). N? vitin 1965, u zbulua se n? disa bim? (kallami, misri, melekuqe, meli) produktet e para t? fotosintez?s jan? acidet me kat?r karbon. Bim? t? tilla quhen Me 4 bim?. N? vitin 1966, shkenc?tar?t australian? Hatch dhe Slack treguan se bim?t C 4 praktikisht nuk kan? fotorespirim dhe thithin dioksidin e karbonit n? m?nyr? shum? m? efikase. Filloi t? quhej rruga e transformimeve t? karbonit n? impiantet C 4 nga Hatch-Slack.

Bim?t C 4 karakterizohen nga nj? struktur? anatomike e ve?ant? e gjethes. T? gjitha tufat p?rcjell?se jan? t? rrethuara nga nj? shtres? e dyfisht? qelizash: e jashtme ?sht? qeliza mezofile, e brendshme ?sht? qeliza rreshtuese. Dioksidi i karbonit ?sht? i fiksuar n? citoplazm?n e qelizave mezofile, pranuesi ?sht? fosfoenolpiruvat(PEP, 3C), si rezultat i karboksilimit t? PEP, formohet oksaloacetati (4C). Procesi ?sht? i katalizuar PEP karboksilaza. Ndryshe nga karboksilaza RiBP, karboksilaza PEP ka nj? afinitet t? lart? p?r CO2 dhe, m? e r?nd?sishmja, nuk nd?rvepron me O2. N? kloroplastet mezofile, ka shum? grana, ku reaksionet e faz?s s? drit?s po zhvillohen n? m?nyr? aktive. N? kloroplastet e qelizave t? mb?shtjell?sit ndodhin reaksione t? faz?s s? err?t.

Oxaloacetati (4C) konvertohet n? malat, i cili transportohet p?rmes plazmodesmatave n? qelizat e rreshtimit. K?tu dekarboksilohet dhe dehidrohet p?r t? formuar piruvat, CO2 dhe NADP·H2.

Piruvati kthehet n? qelizat e mezofilit dhe rigjenerohet n? kurriz t? energjis? ATP n? PEP. CO 2 fiksohet p?rs?ri nga karboksilaza RiBP me formimin e FHA. Rigjenerimi i PEP k?rkon energjin? e ATP, k?shtu q? nevojitet pothuajse dy her? m? shum? energji sesa me fotosintez?n C 3.

R?nd?sia e fotosintez?s

Fal? fotosintez?s, miliarda ton dioksid karboni thithen nga atmosfera ?do vit, miliarda ton? oksigjen ?lirohen; fotosinteza ?sht? burimi kryesor i formimit t? substancave organike. Shtresa e ozonit ?sht? formuar nga oksigjeni, i cili mbron organizmat e gjall? nga rrezatimi ultravjollc? me val? t? shkurt?r.

Gjat? fotosintez?s, nj? gjethe jeshile p?rdor vet?m rreth 1% t? energjis? diellore q? bie mbi t?, produktiviteti ?sht? rreth 1 g l?nd? organike p?r 1 m 2 sip?rfaqe n? or?.

Kemosinteza

Sinteza e p?rb?rjeve organike nga dioksidi i karbonit dhe uji, e kryer jo n? kurriz t? energjis? s? drit?s, por n? kurriz t? energjis? s? oksidimit t? substancave inorganike, quhet kemosinteza. Organizmat kemosintetik? p?rfshijn? disa lloje bakteresh.

Bakteret nitrifikuese oksidohet amoniaku n? azot, dhe m? pas n? acid nitrik (NH 3 -> HNO 2 -> HNO 3).

bakteret e hekurit shnd?rroni hekurin me ngjyra n? oksid (Fe 2+ -> Fe 3+).

Bakteret e squfurit oksidohet sulfidi i hidrogjenit n? squfur ose acid sulfurik (H 2 S + 1/2 O 2 -> S + H 2 O, H 2 S + 2O 2 -> H 2 SO 4).

Si rezultat i reaksioneve t? oksidimit t? substancave inorganike, lirohet energji, e cila ruhet nga bakteret n? form?n e lidhjeve me energji t? lart? t? ATP. ATP p?rdoret p?r sintez?n e substancave organike, e cila vazhdon n? m?nyr? t? ngjashme me reaksionet e faz?s s? err?t t? fotosintez?s.

Bakteret kemosintetike kontribuojn? n? akumulimin e mineraleve n? tok?, p?rmir?sojn? pjellorin? e tok?s, nxisin trajtimin e uj?rave t? zeza, etj.

Shkoni n? leksionet №11“Koncepti i metabolizmit. Biosinteza e proteinave"

Shkoni n? leksionet №13"Metodat e ndarjes s? qelizave eukariote: mitoza, mejoza, amitoza"

A e dini se ?do gjethe jeshile ?sht? nj? "fabrik?" miniatur? l?nd? ushqyese dhe oksigjen, i cili ?sht? i nevojsh?m p?r jet?n normale jo vet?m p?r kafsh?t, por edhe p?r njer?zit. Fotosinteza ?sht? procesi i prodhimit t? k?tyre substancave nga uji dhe dioksidi i karbonit nga atmosfera. Ky ?sht? nj? proces kimik shum? kompleks q? ndodh me pjes?marrjen e drit?s. Pa dyshim, t? gjith? jan? t? interesuar se si ndodh procesi i fotosintez?s. Procesi p?rb?het nga dy faza: faza e par? ?sht? thithja e kuanteve t? drit?s dhe faza e dyt? ?sht? p?rdorimi n? t? ndryshme reaksionet kimike energjit? e tyre.

Si vazhdon procesi i fotosintez?s?
Bim?t thithin drit?n me ndihm?n e nj? l?nde t? gjelb?r t? quajtur klorofil. Klorofili p?rmbahet n? kloroplastet, t? cilat gjenden n? fruta dhe k?rcell. Por sidomos ata nje numer i madh i ndodhet n? flet?palosje, sepse flet?palosje, p?r shkak t? struktur?s s? saj mjaft t? thjesht?, mund t? t?rheq? nj? sasi t? madhe drite, p?rkat?sisht, p?r t? marr? shum? m? tep?r energji p?r procesin e fotosintez?s.
Klorofili, pas p?rthithjes, ?sht? n? nj? gjendje t? ngacmuar dhe transferon energji n? molekulat e tjera t? organizmit bimor, ve?an?risht ato q? marrin pjes? drejtp?rdrejt n? fotosintez?. Faza e dyt? e procesit t? fotosintez?s ndodh pa pjes?marrjen e detyrueshme t? drit?s dhe konsiston n? marrjen e nj? lidhjeje kimike me pjes?marrjen e dioksidit t? karbonit, i cili p?rftohet nga uji dhe ajri. N? k?t? faz?, sinteza e shum? t? ndryshme substancave t? dobishme p?r funksionet vitale si glukoza dhe niseshteja.

Vet? bim?t i p?rdorin k?to substanca organike p?r t? ushqyer pjes? t? ndryshme t? saj, si dhe p?r t? ruajtur jet?n normale. P?rve? k?saj, k?to substanca merren edhe nga kafsh?t q? ushqehen me bim?. Nj? person i merr k?to substanca duke ngr?n? produkte me origjin? bimore dhe shtazore.

Kushtet e fotosintez?s
Procesi i fotosintez?s mund t? zhvillohet jo vet?m n?n ndikimin e drit? artificiale por edhe me diell. N? natyr?, si rregull, bim?t kryejn? intensivisht aktivitetet e tyre n? periudh?n pranver?-ver?, dometh?n? n? nj? koh? kur nevojitet shum? rreze dielli. Sveta n? periudha e vjesht?s m? pak, dita shkurtohet, gjethet zverdhen dhe m? pas bien. Por sapo t? shfaqet dielli i ngroht? pranveror, gjethja e gjelb?r zgjohet dhe “fabrikat” e gjelbra rifillojn? s?rish pun?n e tyre p?r t? siguruar nj? sasi t? madhe l?nd?sh ushqyese dhe oksigjen, aq t? nevojsh?m p?r jet?n.

Ku zhvillohet procesi i fotosintez?s?
Fotosinteza ndodh kryesisht, si? tham? m? lart, n?se ju kujtohet, n? gjethet e bim?ve, p?r arsye se jan? ato q? kan? aft?sin? t? marrin nj? sasi t? madhe drite, aq t? nevojshme p?r procesin e fotosintez?s.

Si p?rfundim, mund t? p?rmbledhim dhe t? themi se nj? proces i till? si fotosinteza ?sht? nj? pjes? integrale e jet?s s? bim?ve. Shpresojm? q? artikulli yn? t? ket? ndihmuar shum? t? kuptojn? se ?far? ?sht? fotosinteza dhe pse ?sht? e nevojshme.

P?RKUFIZIM: Fotosinteza ?sht? procesi i formimit t? substancave organike nga dioksidi i karbonit dhe uji, n? drit?, me ?lirimin e oksigjenit.

M? posht? p?rfshihen n? procesin e fotosintez?s:

1) kloroplastet,

3) dioksid karboni,

5) temperatura.

N? bim?t m? t? larta, fotosinteza ndodh n? kloroplaste - plastide (organele gjysm? autonome) form? ovale q? p?rmban pigmentin klorofil, p?r shkak t? ngjyr?s s? gjelb?r t? s? cil?s edhe pjes?t e bim?s kan? ngjyr? t? gjelb?r.

N? algat, klorofili gjendet n? kromatoforet (qelizat q? p?rmbajn? pigment dhe q? reflektojn? drit?n). N? algat kafe dhe t? kuqe, q? jetojn? n? thell?si t? konsiderueshme, ku nuk arrin mir? rrezet e diellit, ka pigmente t? tjera.

N?se shikoni piramid?n ushqimore t? t? gjitha qenieve t? gjalla, organizmat fotosintetik? jan? n? fund, si pjes? e autotrofeve (organizma q? sintetizojn? substanca organike nga ato inorganike). Prandaj, ato jan? nj? burim ushqimi p?r t? gjith? jet?n n? planet.

Gjat? fotosintez?s, oksigjeni l?shohet n? atmosfer?. Ozoni formohet prej tij n? atmosfer?n e sip?rme. Mburoja e ozonit mbron sip?rfaqen e Tok?s nga ashp?rsia rrezatimi ultravjollc?, fal? t? cilit jeta ishte n? gjendje t? l?vizte nga deti n? tok?.

Oksigjeni ?sht? thelb?sor p?r frym?marrjen e bim?ve dhe kafsh?ve. Kur glukoza oksidohet me pjes?marrjen e oksigjenit, mitokondrit? ruajn? pothuajse 20 her? m? shum? energji sesa pa t?. Kjo e b?n p?rdorimin e ushqimit shum? m? efikas, duke rezultuar n? nivel t? lart? metabolizmin tek zogjt? dhe gjitar?t.

M? shum? pershkrim i detajuar procesi i fotosintez?s s? bim?ve

Kursi i fotosintez?s:

Procesi i fotosintez?s fillon me goditjen e drit?s ndaj kloroplasteve - organele gjysm? autonome nd?rqelizore q? p?rmbajn? nj? pigment jeshil. N?n ndikimin e drit?s, kloroplastet fillojn? t? konsumojn? ujin nga toka, duke e ndar? at? n? hidrogjen dhe oksigjen.

Nj? pjes? e oksigjenit l?shohet n? atmosfer?, pjesa tjet?r shkon n? proceset oksiduese n? bim?.

Sheqeri bashkohet me azotin, squfurin dhe fosforin q? vijn? nga toka, n? k?t? m?nyr? bim?t e gjelbra prodhojn? niseshte, yndyrna, proteina, vitamina dhe komponime t? tjera komplekse t? nevojshme p?r jet?n e tyre.

Fotosinteza b?het m? s? miri n?n ndikimin e drit?s s? diellit, megjithat?, disa bim? mund t? k?naqen me ndri?im artificial.

Nj? p?rshkrim kompleks i mekanizmave t? fotosintez?s p?r lexuesin e avancuar

Deri n? vitet 60 t? shekullit t? 20-t?, shkenc?tar?t dinin vet?m nj? mekaniz?m p?r fiksimin e dioksidit t? karbonit - p?rgjat? rrug?s C3-pentoz? fosfat. Megjithat?, koh?t e fundit nj? grup shkenc?tar?sh australian? ishin n? gjendje t? v?rtetonin se n? disa bim? reduktimi i dioksidit t? karbonit ndodh p?rmes ciklit t? acideve dikarboksilike C4.

N? bim?t me reaksionin C3, fotosinteza ndodh m? aktivisht n? kushte t? temperatur?s dhe drit?s s? moderuar, kryesisht n? pyje dhe n? vende t? err?ta. Pothuajse t? gjitha k?to bim? jan? bim? t? kultivuara dhe shumica perime. Ato p?rb?jn? baz?n e diet?s njer?zore.

N? bim?t me reaksionin C4, fotosinteza ndodh n? m?nyr? m? aktive n? kushte temperatur? t? lart? dhe ndri?imi. Bim? t? tilla p?rfshijn?, p?r shembull, misrin, melekuqe dhe kallam sheqeri, t? cilat rriten n? klimat e ngrohta dhe tropikale.

Vet? metabolizmi i bim?ve u zbulua mjaft koh?t e fundit, kur u zbulua se n? disa bim? q? kan? inde t? ve?anta p?r ruajtjen e ujit, dioksidi i karbonit grumbullohet n? form?n e acideve organike dhe fiksohet n? karbohidrate vet?m pas nj? dite. Ky mekaniz?m i ndihmon bim?t t? kursejn? ujin.

Si zhvillohet procesi i fotosintez?s

Bim?t thithin drit?n me nj? substanc? t? gjelb?r t? quajtur klorofil. Klorofili gjendet n? kloroplastet, t? cilat gjenden n? k?rcell ose n? fruta. Ka nj? num?r ve?an?risht t? madh t? tyre n? gjethe, sepse p?r shkak t? struktur?s s? tyre shum? t? shesht?, gjethja mund t? t?rheq? shum? drit?, p?rkat?sisht, t? marr? shum? m? tep?r energji p?r procesin e fotosintez?s.

Pas p?rthithjes, klorofili ?sht? n? nj? gjendje t? ngacmuar dhe transferon energji n? molekulat e tjera t? organizmit bimor, ve?an?risht ato q? jan? t? p?rfshira drejtp?rdrejt n? fotosintez?. Faza e dyt? e procesit t? fotosintez?s zhvillohet pa pjes?marrjen e detyrueshme t? drit?s dhe konsiston n? marrjen e nj? lidhjeje kimike me pjes?marrjen e dioksidit t? karbonit t? marr? nga ajri dhe uji. N? k?t? faz? sintetizohen substanca t? ndryshme shum? t? dobishme p?r jet?n, si niseshteja dhe glukoza.

K?to substanca organike p?rdoren nga vet? bim?t p?r t? ushqyer pjes?t e ndryshme t? saj, si dhe p?r t? ruajtur jet?n normale. P?rve? k?saj, k?to substanca merren edhe nga kafsh?t, duke ngr?n? bim?. Njer?zit gjithashtu i marrin k?to substanca duke ngr?n? produkte shtazore dhe bimore.

kushtet p?r fotosintez?

Fotosinteza mund t? ndodh? si n?n ndikimin e drit?s artificiale ashtu edhe n?n ndikimin e drit?s s? diellit. Si rregull, n? natyr?, bim?t "punojn?" intensivisht n? periudh?n pranver?-ver?, kur ka shum? rrezet e diellit t? nevojshme. N? vjesht? ka m? pak drit?, dita shkurtohet, gjethet fillimisht zverdhen dhe m? pas bien. Por sapo t? shfaqet dielli i ngroht? pranveror, gjethja e gjelb?r rishfaqet dhe “fabrikat” e gjelbra do t? rifillojn? s?rish pun?n e tyre p?r t? siguruar oksigjen, aq t? nevojsh?m p?r jet?n, si dhe shum? l?nd? t? tjera ushqyese.

P?rkufizimi alternativ i fotosintez?s

Fotosinteza (nga greqishtja tjet?r. Fot - drit? dhe sintez? - lidhje, palosje, lidhje, sintez?) - procesi i shnd?rrimit t? energjis? s? drit?s n? energji. lidhjet kimike substanca organike n? drit? nga fotoautotrof?t me pjes?marrjen e pigmenteve fotosintetike (klorofili n? bim?, bakteroklorofili dhe bakteriorodopsina n? baktere). N? fiziologjin? moderne t? bim?ve, fotosinteza m? shpesh kuptohet si nj? funksion fotoautotrofik - nj? grup procesesh t? p?rthithjes, transformimit dhe p?rdorimit t? energjis? s? kuanteve t? drit?s n? reaksione t? ndryshme endergonike, duke p?rfshir? shnd?rrimin e dioksidit t? karbonit n? substanca organike.

Fazat e fotosintez?s

Fotosinteza ?sht? nj? proces mjaft kompleks dhe p?rfshin dy faza: drit?n, e cila ndodh gjithmon? ekskluzivisht n? drit? dhe err?sir?. T? gjitha proceset ndodhin brenda kloroplasteve n? organe t? ve?anta t? vogla - tilakodia. Gjat? faz?s s? drit?s, nj? sasi drite absorbohet nga klorofili, duke rezultuar n? formimin e molekulave ATP dhe NADPH. Uji shp?rb?het, duke formuar jone hidrogjeni dhe duke l?shuar nj? molekul? oksigjeni. Shtrohet pyetja, cilat jan? k?to substanca misterioze t? pakuptueshme: ATP dhe NADH?

ATP ?sht? nj? molekul? organike e ve?ant? q? gjendet n? t? gjith? organizmat e gjall? dhe shpesh quhet monedha e "energjis?". Jan? k?to molekula q? p?rmbajn? lidhje me energji t? lart? dhe jan? burimi i energjis? n? ?do sintez? organike dhe proceset kimike n? trup. Epo, NADPH ?sht? n? t? v?rtet? nj? burim hidrogjeni, ai p?rdoret drejtp?rdrejt n? sintez?n e substancave organike me molekulare t? lart? - karbohidratet, e cila ndodh n? faz?n e dyt?, t? err?t t? fotosintez?s duke p?rdorur dioksid karboni.

Faza e leht? e fotosintez?s

Kloroplastet p?rmbajn? shum? molekula klorofile dhe t? gjitha thithin rrezet e diellit. N? t? nj?jt?n koh?, drita absorbohet nga pigmente t? tjera, por ata nuk din? t? kryejn? fotosintez?n. Vet? procesi ndodh vet?m n? disa molekula klorofile, t? cilat jan? shum? t? pakta. Molekula t? tjera t? klorofilit, karotenoideve dhe substancave t? tjera formojn? komplekse speciale t? anten?s dhe korrjes s? drit?s (SSC). Ato, si antenat, thithin kuantet e drit?s dhe transmetojn? ngacmimin n? qendra t? ve?anta t? reagimit ose kurthe. K?to qendra jan? t? vendosura n? fotosisteme, nga t? cilat ka dy n? bim?: fotosistemin II dhe fotosistemin I. Ato p?rmbajn? molekula t? ve?anta klorofili: p?rkat?sisht, n? fotosistemin II - P680, dhe n? fotosistemin I - P700. Ata thithin drit?n pik?risht me k?t? gjat?si vale (680 dhe 700 nm).

Skema e b?n m? t? qart? se si duket dhe ndodh gjith?ka gjat? faz?s s? leht? t? fotosintez?s.

N? figur? shohim dy fotosisteme me klorofil P680 dhe P700. Figura tregon gjithashtu bart?sit n?p?r t? cil?t transportohen elektronet.

Pra: t? dy molekulat e klorofilit t? dy fotosistemeve thithin nj? sasi drite dhe ngacmohen. E-elektroni (i kuq n? figur?) l?viz n? nj? nivel m? t? lart? energjie.

Elektronet e ngacmuara kan? nj? shum? energji e larte, ato shk?puten dhe hyjn? n? nj? zinxhir t? ve?ant? transportuesish, i cili ndodhet n? membranat e tilakoideve - strukturat e brendshme t? kloroplasteve. Figura tregon se nga fotosistemi II, nga klorofili P680, nj? elektron kalon n? plastokinon dhe nga fotosistemi I nga klorofili P700, tek feredoksina. N? vet? molekulat e klorofilit, n? vend t? elektroneve, pas ndarjes s? tyre formohen vrima blu me ngarkes? pozitive. ?far? duhet b?r??

P?r t? kompensuar munges?n e nj? elektroni, molekula e klorofilit P680 e fotosistemit II pranon elektrone nga uji dhe formohen jone hidrogjeni. P?rve? k?saj, ?sht? pik?risht p?r shkak t? zb?rthimit t? ujit q? oksigjeni l?shohet n? atmosfer?. Dhe molekula e klorofilit P700, si? shihet nga figura, kompenson munges?n e elektroneve p?rmes sistemit t? bart?sve nga fotosistemi II.

N? p?rgjith?si, sado e v?shtir? t? jet?, k?shtu vazhdon faza e leht? fotosinteza, e saj Pika kryesore?sht? transferimi i elektroneve. Nga figura mund t? shihet gjithashtu se paralelisht me transportin e elektroneve, jonet e hidrogjenit H+ l?vizin n?p?r membran? dhe ato grumbullohen brenda tilakoidit. Meqen?se ka shum? prej tyre, ato l?vizin nga jasht? me ndihm?n e nj? faktori t? ve?ant? konjugues, i cili n? figur? ngjyr? portokalli, treguar n? t? djatht?, duket si nj? k?rpudha.

S? fundi, ne shohim faz?n p?rfundimtare t? transportit t? elektroneve, e cila rezulton n? formimin e p?rb?rjes s? lartp?rmendur NADH. Dhe p?r shkak t? transferimit t? joneve H +, monedha e energjis? - ATP sintetizohet (treguar n? t? djatht? n? figur?).

Pra, faza e drit?s e fotosintez?s p?rfundon, oksigjeni l?shohet n? atmosfer?, formohen ATP dhe NADH. Dhe ?far? ?sht? m? pas? Ku ?sht? organiku i premtuar? Dhe pastaj vjen faza e err?t, e cila konsiston kryesisht n? proceset kimike.

Faza e err?t e fotosintez?s

P?r faz?n e err?t t? fotosintez?s, nj? komponent i detyruesh?m ?sht? dioksidi i karbonit - CO2. Prandaj, bima duhet ta thith? vazhdimisht at? nga atmosfera. P?r k?t? q?llim, n? sip?rfaqen e gjethes ekzistojn? struktura t? ve?anta - stomata. Kur ato hapen, CO2 hyn pik?risht brenda gjethes, tretet n? uj? dhe reagon me faz?n e leht? t? fotosintez?s.

Gjat? faz?s s? drit?s, n? shumic?n e bim?ve, CO2 lidhet me nj? p?rb?r?s organik me pes? karbon (i cili ?sht? nj? zinxhir prej pes? molekulash karboni), duke rezultuar n? formimin e dy molekulave t? nj? p?rb?rjeje me tre karbon (acidi 3-fosfoglicerik). Sepse k?to komponime me tre karbon jan? rezultati kryesor, bim?t me k?t? lloj fotosinteze quhen C3-bim?.

Sinteza e m?tejshme n? kloroplaste ?sht? mjaft e v?shtir?. Ai p?rfundimisht formon nj? p?rb?r?s me gjasht? karbon, nga i cili m? von? mund t? sintetizohet glukoza, saharoza ose niseshteja. N? form?n e k?tyre substancave organike, bima ruan energji. N? t? nj?jt?n koh?, vet?m nj? pjes? e vog?l e tyre mbetet n? gjethe, e cila p?rdoret p?r nevojat e saj, nd?rsa pjesa tjet?r e karbohidrateve udh?tojn? n?p?r bim?, duke hyr? atje ku energjia ?sht? m? e nevojshme - p?r shembull, n? pikat e rritjes.