Fotosentez gereksinimlerinin, mekanizmasının ve ürünlerinin aydınlık aşaması

faz fotosentez ışığı Bu ışığın varlığını gerektiren fotosentetik sürecin bir parçası. Böylece ışık, ışık enerjisinin bir kısmının kimyasal enerjiye dönüşmesine yol açan reaksiyonları başlatır..

Biyokimyasal reaksiyonlar, fotosentetik pigmentlerin ışıkla heyecanlandırıldığı kloroplast thylakoids'de meydana gelir. Bunlar klorofil için, klorofil b ve karotenoidler.

Işığa bağlı reaksiyonların gerçekleşmesi için, birkaç eleman gereklidir. Görünür spektrumda bir ışık kaynağı gereklidir. Aynı şekilde, su varlığı gereklidir.

Fotosentezin aydınlık fazı, nihai bir ürün olarak ATP (adenozin trifosfat) ve NADPH (nikotinamid dinükleotit fosfat ve adenin) oluşumuna sahiptir. Bu moleküller CO fiksasyonu için bir enerji kaynağı olarak kullanılır.₂ karanlıkta. Ayrıca, bu aşamada O serbest bırakılır.₂, H molekülünün bozulmasının ürünü₂Ey.

indeks

• 1 Gereksinimler
  • 1.1 Işık
  • 1.2 Pigmentler
• 2 Mekanizması
  • 2.1 -Fotoğraf sistemleri
  • 2.2 -Fololiz
  • 2.3 -Fotofosforilasyon
• 3 Nihai ürünler
• 4 Kaynakça

Gereksinim

Fotosentezde ışığa bağlı reaksiyonların gerçekleşmesi için ışığın özelliklerini anlamak gerekir. Aynı şekilde, dahil olan pigmentlerin yapısını bilmek gereklidir.

Işık

Işık hem dalga hem de parçacık özelliklerine sahiptir. Enerji, Dünya'dan güneşten elektromanyetik spektrum olarak bilinen, farklı uzunluklarda dalgalar şeklinde ulaşır..

Gezegene ulaşan ışığın yaklaşık% 40'ı görünür ışıktır. Bu, 380-760 nm arasındaki dalga boylarındadır. Her biri karakteristik bir dalga boyuna sahip olan gökkuşağının tüm renklerini içerir.

Fotosentez için en verimli dalga boyları menekşe mavisi (380-470 nm) ve kırmızı-turuncu ila kırmızı (650-780 nm) 'dir..

Işık ayrıca parçacık özelliklerine sahiptir. Bu parçacıklar fotonlar olarak adlandırılır ve belirli bir dalga boyuyla ilişkilendirilir. Her fotonun enerjisi, dalga boyuyla ters orantılıdır. Dalga boyu kısaldıkça, daha fazla enerji.

Bir molekül ışık enerjisinin bir fotonunu emdiğinde, elektronlarından birine enerji verilir. Elektron atomdan ayrılabilir ve bir alıcı molekül tarafından alınabilir. Bu işlem fotosentezin ışık aşamasında gerçekleşir..

Pigmentler

Thylakoid membranında (kloroplast yapısı) görünür ışığı absorbe edebilen birkaç pigment vardır. Farklı pigmentler farklı dalga boylarını emer. Bu pigmentler klorofil, karotenoidler ve fikobilinlerdir..

Karotenoidler, bitkilerde bulunan sarı ve turuncu renkleri verir. Ficobilinler siyanobakterilerde ve kırmızı alglerde bulunur.

Klorofil ana fotosentetik pigment olarak kabul edilir. Bu molekül uzun süredir hidrofobik bir hidrokarbon kuyruğuna sahiptir ve onu thylakoid membrana bağlı tutar. Ek olarak, bir magnezyum atomu içeren bir porfirin halkasına sahiptir. Bu halkada ışık enerjisi emilir.

Farklı klorofil türleri vardır. klorofil için Işık reaksiyonlarına daha doğrudan müdahale eden pigmenttir. klorofil b ışığı farklı bir dalga boyunda emer ve bu enerjiyi klorofile aktarır için.

Kloroplastta yaklaşık üç kat daha fazla klorofil bulunur için ne klorofil b.

mekanizma

-fotosistem

Klorofil molekülleri ve diğer pigmentler fotosentetik ünitelerde thylakoid içerisinde düzenlenir.

Her fotosentetik birim 200-300 klorofil molekülünden oluşur için, az miktarda klorofil b, karotenoidler ve proteinler. Işık enerjisi kullanan bölge olan reaksiyon merkezi olarak adlandırılan bir alan sunar..

Mevcut diğer pigmentlere anten kompleksleri denir. Reaksiyon merkezine ışığı yakalama ve geçirme fonksiyonuna sahiptirler.

Fotosistem adı verilen iki tür fotosentetik birim vardır. Reaksiyon merkezlerinin farklı proteinlerle ilişkili olması bakımından farklılık gösterirler. Absorpsiyon spektrumlarında hafif bir kaymaya neden olurlar.

Fotosistemde I, klorofil için reaksiyon merkezi ile bağlantılı olarak 700 nm'lik bir emme zirvesine sahiptir (P₇₀₀). Fotosistem II'de, absorpsiyon zirvesi 680 nm'de (P₆₈₀).

-photolysis

Bu işlem sırasında su molekülünün kopması meydana gelir. Fotosisteme katılmak II. Bir ışık foton P molekülüne çarpar₆₈₀ ve bir elektronu daha yüksek bir enerji seviyesine çeker.

Heyecanlı elektronlar, bir ara alıcı olan bir pheophytin molekülü tarafından alınır. Daha sonra, bir plastokinon molekülü tarafından kabul edildikleri tiyosoid membranı geçerler. Elektronlar sonunda P'ye aktarılır.₇₀₀ fotoğraf sisteminin I.

P tarafından aktarılan elektronlar₆₈₀ bunlar sudan başkaları tarafından değiştirilir. Su molekülünü kırmak için manganez içeren bir protein (Z proteini) gereklidir.

H kırıldığında₂Veya iki proton serbest bırakılır (H⁺) ve oksijen. Bir O molekülünü serbest bırakmak için iki su molekülünün ayrılmasını gerektirir₂.

-fotofosforilasyon

Elektron akış yönüne göre iki tür fotofosforilasyon vardır..

Döngüsel olmayan fotofosforilasyon

Hem fotoğraf sistemi I hem de II buna dahil. Buna çevrimsel olmayan denir çünkü elektronların akışı bir yöne gider..

Klorofil moleküllerinin uyarılması meydana geldiğinde, elektronlar bir elektron taşıma zincirinde hareket eder.

Bir foton ışığının bir P molekülü tarafından emildiği zaman fotosistem I'de başlar.₇₀₀. Uyarılan elektron, demir ve kükürt içeren bir birincil alıcıya (Fe-S) aktarılır.

Sonra bir ferredoxin molekülüne geçer. Daha sonra, elektron bir taşıyıcı moleküle (FAD) gider. Bu onu NADP molekülüne kazandırır⁺ Bu onu NADPH'ye düşürür..

Foto sistemindeki fotosistem II tarafından üretilen elektronlar, P ile transfer edilenlerin yerini alacak.₇₀₀. Bu, demir içeren pigmentlerin (sitokromlar) oluşturduğu bir taşıma zinciri boyunca gerçekleşir. Ek olarak, plastosiyaninler (bakır içeren proteinler) rol oynar.

Bu işlem sırasında, hem NADPH hem de ATP molekülleri üretilir. ATPsintetase enzimi ATP oluşumunda rol oynar.

Döngüsel fosforilasyon

Sadece fotosistemde ortaya çıkar. I. Reaksiyon merkezinin molekülleri P olduğunda₇₀₀ heyecanlanır, elektronlar bir P molekülü tarafından alınır₄₃₀.

Daha sonra, elektronlar iki fotosistem arasında taşıma zincirine dahil edilir. İşlemde ATP molekülleri üretilir. Döngüsel olmayan fotofosforilasyonun aksine, ne NADPH üretilmekte ne de salınmaktadır.₂.

Elektron taşıma işleminin sonunda, fotosistem I'in reaksiyon merkezine geri dönerler. Bu nedenle, buna siklik fotofosforilasyon denir..

Nihai ürünler

Işık fazının sonunda O serbest bırakılır.₂ fotolysisin bir yan ürünü olarak çevreye. Bu oksijen atmosfere salınır ve aerobik organizmaların solunumunda kullanılır.  

Işık fazının bir başka nihai ürünü, CO fiksasyonuna katılacak olan bir koenzim (protein olmayan bir enzimin parçası) olan NADPH'dir.₂ Calvin döngüsü sırasında (fotosentezin karanlık evresi).

ATP, canlıların metabolik işlemlerinde gerekli olan enerjiyi elde etmek için kullanılan bir nükleotittir. Bu glikoz sentezinde tüketilir.

referanslar

1. Petroutsos D. R Tokutsu, S Maruyama, S Flori, A Greiner, L Magneschi, L Cusant, T Kottke. M Mittag, P Hegemann, G Finazzi ve J Minagaza (2016) Mavi ışıklı bir fotoreseptör, fotosentezin geri bildirim düzenlemesine aracılık eder. Doğa 537: 563-566.
2. Salisbury F ve Ross C (1994) Bitki Fizyolojisi. Iberoamerica Editör Grubu. Meksika, DF. 759 s.
3. Solomon E, L Berg ve D Martín (1999) Biyoloji. Beşinci baskı. MGraw-Hill Interamericana Editörleri. Mexico City 1237 s.
4. Stearn K (1997) Giriş bitki biyolojisi. WC Brown Yayıncıları. ABD. 570 s.
5. Yamori W, T Shikanai ve A Makino (2015) Fotosistem I Kloroplast NADH dehidrogenaz benzeri kompleks yoluyla siklik elektron akışı, düşük ışıkta fotosentez için fizyolojik bir rol oynar. Doğa Bilimsel Raporu 5: 1-12.