Svjetlosna faza fotosinteze. Proces fotosinteze: sažet i razumljiv djeci. Fotosinteza: svijetle i tamne faze U koje doba dana nastupa tamna faza

Osnovni pojmovi i ključni pojmovi: fotosinteza. Klorofil. svjetlosna faza. tamna faza.

Zapamtiti! Što je plastična razmjena?

Razmišljati!

Zelena boja se dosta često spominje u stihovima pjesnika. Dakle, Bogdan-Igor Anto-nich ima stihove: "... poezija kipti i mudra, kao zelenilo", "... mećava zelenila, vatra zelenila",

"...biljne rijeke diže zelena poplava." Zelena je boja obnove, simbol mladosti, spokoja, boja prirode.

Zašto su biljke zelene?

Koji su uvjeti za fotosintezu?

Fotosinteza (od grčkog photo - svjetlost, sinteza - kombinacija) je izuzetno složen skup procesa plastične izmjene. Znanstvenici razlikuju tri vrste fotosinteze: oksigensku (s oslobađanjem molekularnog kisika u biljkama i cijanobakterijama), anoksičnu (uz sudjelovanje bakterioklorofila u anaerobnim uvjetima bez oslobađanja kisika u fotobakterijama) i bez klorofila (uz sudjelovanje bakteriorhodopsina) u archaea. . Na dubini od 2,4 km pronađene su zelene sumporne bakterije GSB1, koje umjesto sunčeve svjetlosti koriste slabe zrake crnih pušača. Ali, kako je K. Swenson napisao u monografiji o stanicama: "Primarni izvor energije za divlje životinje je energija vidljive svjetlosti."

Najčešća u živoj prirodi je fotosinteza kisika za koju su potrebna svjetlosna energija, ugljični dioksid, voda, enzimi i klorofil. Svjetlo za fotosintezu apsorbira klorofil, voda se doprema stanicama kroz pore stanične stijenke, ugljični dioksid difuzijom ulazi u stanice.

Glavni fotosintetski pigmenti su klorofili. Klorofili (od grčkog chloros - zeleni i phylon - list) su zeleni pigmenti biljaka, uz sudjelovanje kojih dolazi do fotosinteze. Zelena boja klorofila je uređaj za upijanje plavih i djelomično crvenih zraka. A zelene zrake reflektiraju se od tijela biljaka, padaju na mrežnicu ljudskog oka, nadražuju čunjeve i uzrokuju vizualne senzacije u boji. Zato su biljke zelene!

Osim klorofila, biljke imaju pomoćne karotenoide, cijanobakterije i crvene alge imaju fikobiline. Zelena

a ljubičaste bakterije sadrže bakterioklorofile koji apsorbiraju plave, ljubičaste, pa čak i infracrvene zrake.

Fotosinteza se događa u višim biljkama, algama, cijanobakterijama, nekim arhejama, odnosno u organizmima poznatim kao fotoautotrofi. Fotosinteza se u biljkama provodi u kloroplastima, kod cijanobakterija i fotobakterija - na unutarnjim invaginacijama membrana s fotopigmentima.

Dakle, FOTOSINTEZA je proces stvaranja organskih spojeva iz anorganskih pomoću svjetlosne energije i uz sudjelovanje fotosintetskih pigmenata.

Koje su značajke svijetle i tamne faze fotosinteze?

U procesu fotosinteze razlikuju se dvije faze - svijetla i tamna faza (slika 49).

Svjetlosna faza fotosinteze javlja se u grani kloroplasta uz sudjelovanje svjetlosti. Ova faza počinje od trenutka apsorpcije svjetlosnih kvanta molekulom klorofila. U tom slučaju, elektroni atoma magnezija u molekuli klorofila prelaze na višu energetsku razinu, akumulirajući potencijalnu energiju. Značajan dio pobuđenih elektrona prenosi ga na druge kemijske spojeve za stvaranje ATP-a i redukciju NADP-a (nikotinamid adenin dinukleotid fosfat). Ovaj spoj tako dugog imena univerzalni je biološki nosač vodika u stanici. Pod utjecajem svjetlosti dolazi do procesa razgradnje vode – fotolize. Time nastaju elektroni (e“), protoni (H+) i, kao nusproizvod, molekularni kisik. Vodikovi protoni H+, vezanjem elektrona s visokom razinom energije, pretvaraju se u atomski vodik, koji se koristi za redukciju NADP+ u NADP. N. Dakle, glavni procesi svjetlosne faze su: 1) fotoliza vode (cijepanje vode pod djelovanjem svjetlosti uz stvaranje kisika); 2) redukcija NADP-a (dodatak atoma vodika NADP-u); 3) fotofosforilacija (tvorba ATP-a iz ADP-a).

Dakle, svjetlosna faza je skup procesa koji osiguravaju stvaranje molekularnog kisika, atomskog vodika i ATP-a zbog svjetlosne energije.

Tamna faza fotosinteze javlja se u stromi kloroplasta. Njegovi procesi ne ovise o svjetlu i mogu se odvijati i na svjetlu i u mraku, ovisno o potrebama stanice za glukozom. Temelj tamne faze je ciklička reakcija koja se naziva ciklus fiksacije ugljičnog dioksida ili Calvinov ciklus. Taj je proces prvi proučavao američki biokemičar Melvin Calvin (1911. - 1997.), dobitnik Nobelove nagrade za kemiju (1961.). U tamnoj fazi, glukoza se sintetizira iz ugljičnog dioksida, vodika iz NADP-a i energije ATP-a. Reakcije fiksacije CO2 katalizira ribuloza bisfosfat karboksilaza (Rubisco), najčešći enzim na Zemlji.

Dakle, tamna faza je skup cikličkih reakcija koje, zahvaljujući kemijskoj energiji ATP-a, osiguravaju stvaranje glukoze pomoću ugljičnog dioksida, koji je izvor ugljika, i vode, izvora vodika.

Koja je planetarna uloga fotosinteze?

Važnost fotosinteze za biosferu ne može se precijeniti. Kroz ovaj proces fotoautotrofi pretvaraju svjetlosnu energiju Sunca u kemijsku energiju ugljikohidrata, koji općenito daju primarnu organsku tvar. S njom počinju lanci ishrane, duž kojih se energija prenosi na heterotrofne organizme. Biljke služe kao hrana biljojedima, koji kroz to dobivaju potrebne hranjive tvari. Tada biljojedi postaju hrana za grabežljivce, potrebna im je i energija, bez koje je život nemoguć.

Biljke hvataju samo mali dio Sunčeve energije i koriste je za fotosintezu. Energija Sunca se uglavnom koristi za isparavanje i održavanje temperaturnog režima zemljine površine. Dakle, samo oko 40 - 50% sunčeve energije prodire u biosferu, a samo 1 - 2% sunčeve energije se pretvara u sintetiziranu organsku tvar.

Zelene biljke i cijanobakterije utječu na plinski sastav atmosfere. Sav kisik u modernoj atmosferi proizvod je fotosinteze. Formiranje atmosfere potpuno je promijenilo stanje zemljine površine, omogućilo pojavu aerobnog disanja. Kasnije u procesu evolucije, nakon formiranja ozonskog omotača, živi su organizmi izašli na kopno. Osim toga, fotosinteza sprječava nakupljanje CO 2 i štiti planet od pregrijavanja.

Dakle, fotosinteza je od planetarne važnosti, osiguravajući postojanje žive prirode planeta Zemlje.

AKTIVNOST Uskladite zadatak

Pomoću tablice usporedite fotosintezu s aerobnim disanjem i izvedite zaključak o odnosu plastičnog i energetskog metabolizma.

KOMPARATIVNE KARAKTERISTIKE FOTOSINTEZE I AEROBNOG DIHA

Zadatak primjene znanja

Prepoznati i imenovati razine organizacije procesa fotosinteze u biljkama. Navedite prilagodbe biljnog organizma za fotosintezu na različitim razinama njegove organizacije.

STAV Biologija + književnost

K. A. Timiryazev (1843. - 1920.), jedan od najpoznatijih istraživača fotosinteze, napisao je: „Mikroskopsko zeleno zrno klorofila je žarište, točka u svjetskom prostoru, u koju s jednog kraja teče energija Sunca, a sve manifestacije života potječu od drugoga na tlu. To je pravi Prometej, koji je ukrao vatru s neba. Od njega ukradena zraka sunca gori i u svjetlucavom ponoru i u blistavoj iskri struje. Zraka sunca pokreće zamašnjak divovske parne mašine, i umjetnikov kist, i pjesnikovo pero. Primijeni svoje znanje i dokaži tvrdnju da sunčeva zraka pokreće pjesnikovo pero.

Ovo je udžbenički materijal.

Fotosinteza je pretvaranje svjetlosne energije u energiju kemijske veze. organski spojevi.

Fotosinteza je karakteristična za biljke, uključujući sve alge, brojne prokariote, uključujući cijanobakterije i neke jednostanične eukariote.

U većini slučajeva fotosinteza proizvodi kisik (O2) kao nusproizvod. Međutim, to nije uvijek slučaj jer postoji nekoliko različitih puteva fotosinteze. U slučaju oslobađanja kisika, izvor mu je voda iz koje se za potrebe fotosinteze odvajaju atomi vodika.

Fotosinteza se sastoji od mnogih reakcija u kojima sudjeluju različiti pigmenti, enzimi, koenzimi itd. Glavni pigmenti su klorofili, osim njih, karotenoidi i fikobilini.

U prirodi su uobičajena dva načina fotosinteze biljaka: C 3 i C 4. Drugi organizmi imaju svoje specifične reakcije. Ono što ove različite procese objedinjuje pod pojmom "fotosinteza" je da se u svima njima, ukupno, događa pretvorba energije fotona u kemijsku vezu. Za usporedbu: tijekom kemosinteze energija kemijske veze nekih spojeva (anorganskih) pretvara se u druge – organske.

Postoje dvije faze fotosinteze - svijetla i tamna. Prvo ovisi o svjetlosnom zračenju (hν), koje je neophodno za odvijanje reakcija. Tamna faza je neovisna o svjetlu.

U biljkama se fotosinteza odvija u kloroplastima. Kao rezultat svih reakcija nastaju primarne organske tvari iz kojih se potom sintetiziraju ugljikohidrati, aminokiseline, masne kiseline itd. Obično se ukupna reakcija fotosinteze zapisuje u odnosu na glukoza - najčešći proizvod fotosinteze:

6CO 2 + 6H 2 O → C 6 H 12 O 6 + 6O 2

Atomi kisika koji čine molekulu O 2 nisu uzeti iz ugljičnog dioksida, već iz vode. Ugljični dioksid je izvor ugljikašto je važnije. Zbog svog vezanja biljke imaju priliku sintetizirati organsku tvar.

Gore predstavljena kemijska reakcija je generalizirana i potpuna. Daleko je to od suštine procesa. Dakle, glukoza se ne stvara od šest pojedinačnih molekula ugljičnog dioksida. Vezanje CO 2 događa se u jednoj molekuli, koja se najprije veže na već postojeći šećer s pet ugljika.

Prokarioti imaju svoje karakteristike fotosinteze. Dakle, u bakterijama je glavni pigment bakterioklorofil, a kisik se ne oslobađa, budući da se vodik ne uzima iz vode, već često iz sumporovodika ili drugih tvari. U plavo-zelenim algama glavni pigment je klorofil, a kisik se oslobađa tijekom fotosinteze.

Svjetlosna faza fotosinteze

U svjetlosnoj fazi fotosinteze, ATP i NADP·H 2 se sintetiziraju zbog energije zračenja. Događa se na tilakoidima kloroplasta, gdje pigmenti i enzimi tvore složene komplekse za funkcioniranje elektrokemijskih krugova, kroz koje se prenose elektroni i dijelom vodikovi protoni.

Elektroni završavaju kod koenzima NADP, koji, budući da je negativno nabijen, privlači dio protona i pretvara se u NADP H 2 . Također, nakupljanje protona s jedne strane tilakoidne membrane i elektrona s druge strane stvara elektrokemijski gradijent, čiji potencijal koristi enzim ATP sintetaza za sintezu ATP-a iz ADP-a i fosforne kiseline.

Glavni pigmenti fotosinteze su različiti klorofili. Njihove molekule hvataju zračenje određenih, djelomično različitih spektra svjetlosti. U tom slučaju neki elektroni molekula klorofila prelaze na višu energetsku razinu. Ovo je nestabilno stanje, te bi, teoretski, elektroni, pomoću istog zračenja, trebali energiju primljenu izvana predati u svemir i vratiti se na prethodnu razinu. Međutim, u fotosintetskim stanicama pobuđene elektrone hvataju akceptori i, uz postupno smanjenje njihove energije, prenose se duž lanca nosača.

Na tilakoidnim membranama postoje dvije vrste fotosustava koji emitiraju elektrone kada su izloženi svjetlu. Fotosustavi su složeni kompleks uglavnom klorofilnih pigmenata s reakcijskim centrom iz kojeg se otkidaju elektroni. U fotosustavu sunčeva svjetlost hvata puno molekula, ali se sva energija skuplja u reakcijskom centru.

Elektroni fotosustava I, nakon što su prošli kroz lanac nositelja, obnavljaju NADP.

Energija elektrona odvojenih od fotosustava II koristi se za sintezu ATP-a. A elektroni fotosustava II ispunjavaju elektronske rupe fotosustava I.

Rupe drugog fotosustava ispunjene su elektronima nastalim kao rezultat fotoliza vode. Fotoliza se također događa uz sudjelovanje svjetlosti i sastoji se u razgradnji H 2 O na protone, elektrone i kisik. Kao rezultat fotolize vode nastaje slobodni kisik. Protoni sudjeluju u stvaranju elektrokemijskog gradijenta i redukciji NADP-a. Elektrone prima klorofil fotosustava II.

Približna zbirna jednadžba svjetlosne faze fotosinteze:

H 2 O + NADP + 2ADP + 2P → ½O 2 + NADP H 2 + 2ATP

Ciklični transport elektrona

Takozvani neciklička svjetlosna faza fotosinteze. Ima li još ciklički transport elektrona kada ne dođe do redukcije NADP. U ovom slučaju, elektroni iz fotosustava I idu u lanac nositelja, gdje se sintetizira ATP. To jest, ovaj lanac prijenosa elektrona prima elektrone iz fotosustava I, a ne II. Prvi fotosustav, takoreći, provodi ciklus: emitirani elektroni se vraćaju u njega. Na putu troše dio svoje energije na sintezu ATP-a.

Fotofosforilacija i oksidativna fosforilacija

Svjetlosna faza fotosinteze može se usporediti sa stadijem staničnog disanja – oksidativnom fosforilacijom, koja se javlja na mitohondrijskim kristama. I tamo dolazi do sinteze ATP-a zbog prijenosa elektrona i protona duž lanca nosača. Međutim, u slučaju fotosinteze energija se pohranjuje u ATP ne za potrebe stanice, već uglavnom za potrebe tamne faze fotosinteze. A ako tijekom disanja organske tvari služe kao početni izvor energije, onda je tijekom fotosinteze sunčeva svjetlost. Sinteza ATP-a tijekom fotosinteze naziva se fotofosforilacija umjesto oksidativne fosforilacije.

Tamna faza fotosinteze

Po prvi put su tamnu fazu fotosinteze detaljno proučavali Calvin, Benson, Bassem. Ciklus reakcija koji su otkrili kasnije je nazvan Calvinov ciklus ili C 3 -fotosinteza. U određenim skupinama biljaka uočava se modificirani put fotosinteze - C 4, koji se naziva i Hatch-Slack ciklus.

U tamnim reakcijama fotosinteze CO 2 je fiksiran. Tamna faza se odvija u stromi kloroplasta.

Do obnavljanja CO 2 dolazi zbog energije ATP-a i redukcijske moći NADP·H 2 koji nastaje u svjetlosnim reakcijama. Bez njih ne dolazi do fiksacije ugljika. Stoga, iako tamna faza ne ovisi izravno o svjetlu, obično se odvija i na svjetlu.

Calvinov ciklus

Prva reakcija tamne faze je dodavanje CO 2 ( karboksilacijae) do 1,5-ribuloza bifosfata ( ribuloza 1,5-difosfat) – RiBF. Potonji je dvostruko fosforilirana riboza. Ovu reakciju katalizira enzim ribuloza-1,5-difosfat karboksilaza, također tzv. rubisco.

Kao rezultat karboksilacije nastaje nestabilni spoj sa šest ugljika, koji se kao rezultat hidrolize raspada na dvije molekule s tri ugljika fosfoglicerinska kiselina (PGA) je prvi proizvod fotosinteze. FHA se također naziva fosfoglicerat.

RiBP + CO 2 + H 2 O → 2FGK

FHA sadrži tri ugljikova atoma, od kojih je jedan dio kisele karboksilne skupine (-COOH):

FHA se pretvara u šećer s tri ugljika (gliceraldehid fosfat) trioza fosfat (TF), koji već uključuje aldehidnu skupinu (-CHO):

FHA (3-kiseline) → TF (3-šećeri)

Ova reakcija troši energiju ATP-a i redukcijsku moć NADP · H 2 . TF je prvi ugljikohidrat fotosinteze.

Nakon toga, najveći dio triozfosfata troši se na regeneraciju ribuloznog bisfosfata (RiBP), koji se ponovno koristi za vezanje CO 2 . Regeneracija uključuje niz reakcija koje troše ATP i uključuju šećerne fosfate s 3 do 7 atoma ugljika.

U ovom ciklusu RiBF-a zaključuje se Calvinov ciklus.

Manji dio TF formiranog u njemu napušta Calvinov ciklus. U smislu 6 vezanih molekula ugljičnog dioksida, prinos je 2 molekule triozfosfata. Ukupna reakcija ciklusa s ulaznim i izlaznim proizvodima:

6CO 2 + 6H 2 O → 2TF

Istodobno u vezanju sudjeluje 6 molekula RiBP i nastaje 12 molekula FHA koje se pretvaraju u 12 TF, od kojih 10 molekula ostaje u ciklusu i pretvara se u 6 molekula RiBP. Budući da je TF šećer s tri ugljika, a RiBP s pet ugljika, u odnosu na atome ugljika imamo: 10 * 3 = 6 * 5. Broj ugljikovih atoma koji osiguravaju ciklus se ne mijenja, sve potrebne RiBP se regenerira. A šest molekula ugljičnog dioksida uključenih u ciklus troši se na formiranje dvije molekule triozfosfata koje napuštaju ciklus.

Calvinov ciklus, baziran na 6 vezanih molekula CO 2, troši 18 molekula ATP-a i 12 molekula NADP · H 2 koje su sintetizirane u reakcijama svjetlosne faze fotosinteze.

Proračun se provodi za dvije molekule trioze fosfata koje napuštaju ciklus, budući da kasnije formirana molekula glukoze uključuje 6 atoma ugljika.

Trioza fosfat (TF) je krajnji proizvod Calvinovog ciklusa, ali se teško može nazvati krajnjim proizvodom fotosinteze, jer se gotovo ne nakuplja, već se, reagirajući s drugim tvarima, pretvara u glukozu, saharozu, škrob, masti, masne kiseline, aminokiseline. Uz TF, važnu ulogu igra i FHA. Međutim, takve se reakcije ne događaju samo u fotosintetskim organizmima. U tom smislu, tamna faza fotosinteze je ista kao i Calvinov ciklus.

PHA se postupnom enzimskom katalizom pretvara u šećer sa šest ugljika. fruktoza-6-fosfat, koji se pretvara u glukoza. U biljkama se glukoza može polimerizirati u škrob i celulozu. Sinteza ugljikohidrata slična je obrnutom procesu glikolize.

fotorespiracija

Kisik inhibira fotosintezu. Što je više O 2 u okolišu, proces sekvestracije CO 2 je manje učinkovit. Činjenica je da enzim ribuloza bisfosfat karboksilaza (rubisco) može reagirati ne samo s ugljičnim dioksidom, već i s kisikom. U ovom slučaju, tamne reakcije su nešto drugačije.

Fosfoglikolat je fosfoglikolna kiselina. Od njega se odmah cijepa fosfatna skupina i ona se pretvara u glikolnu kiselinu (glikolat). Za njegovo "iskorištenje" ponovno je potreban kisik. Stoga, što je više kisika u atmosferi, to će više potaknuti fotorespiraciju i biljci će trebati više kisika da se riješi produkta reakcije.

Fotorespiracija je potrošnja kisika ovisna o svjetlosti i oslobađanje ugljičnog dioksida. Odnosno, izmjena plinova se događa kao tijekom disanja, ali se odvija u kloroplastima i ovisi o svjetlosnom zračenju. Fotorespiracija ovisi samo o svjetlosti jer ribuloza bifosfat nastaje samo tijekom fotosinteze.

Tijekom fotorespiracije, atomi ugljika se vraćaju iz glikolata u Calvinov ciklus u obliku fosfoglicerinske kiseline (fosfoglicerat).

2 glikolat (C 2) → 2 glioksilat (C 2) → 2 glicin (C 2) - CO 2 → serin (C 3) → hidroksipiruvat (C 3) → glicerat (C 3) → FGK (C 3)

Kao što vidite, povratak nije potpun, jer se gubi jedan atom ugljika kada se dvije molekule glicina pretvore u jednu molekulu aminokiseline serina, dok se ugljični dioksid oslobađa.

Kisik je potreban u fazama pretvorbe glikolata u glioksilat i glicina u serin.

Pretvorba glikolata u glioksilat i potom u glicin događa se u peroksisomima, a serin se sintetizira u mitohondrijima. Serin ponovno ulazi u peroksisome, gdje prvo proizvodi hidroksipiruvat, a zatim glicerat. Glicerat već ulazi u kloroplaste, gdje se iz njega sintetizira FHA.

Fotorespiracija je tipična uglavnom za biljke s fotosintezom tipa C3. Može se smatrati štetnim, jer se energija gubi na pretvorbu glikolata u FHA. Očito je fotorespiracija nastala zbog činjenice da drevne biljke nisu bile spremne za veliku količinu kisika u atmosferi. U početku se njihova evolucija odvijala u atmosferi bogatoj ugljičnim dioksidom, a on je bio taj koji je uglavnom zarobio reakcijski centar enzima rubisco.

C 4 -fotosinteza, ili Hatch-Slack ciklus

Ako je u fotosintezi C 3 prvi proizvod tamne faze fosfoglicerinska kiselina, koja uključuje tri ugljikova atoma, onda su u C 4 putu prvi produkti kiseline koje sadrže četiri ugljikova atoma: jabučnu, oksalooctenu, asparaginsku.

C4-fotosinteza se opaža u mnogim tropskim biljkama, na primjer, šećernoj trsci, kukuruzu.

C 4 -biljke učinkovitije apsorbiraju ugljični monoksid, gotovo da nemaju fotorespiraciju.

Biljke u kojima se tamna faza fotosinteze odvija duž C 4 puta imaju posebnu građu lista. U njemu su provodni snopovi okruženi dvostrukim slojem stanica. Unutarnji sloj je obloga vodljive zrake. Vanjski sloj su stanice mezofila. Slojevi stanica kloroplasta međusobno se razlikuju.

Mezofilne kloroplaste karakteriziraju krupna zrna, visoka aktivnost fotosustava, odsutnost enzima RiBP karboksilaze (rubisco) i škroba. Odnosno, kloroplasti ovih stanica prilagođeni su uglavnom za svjetlosnu fazu fotosinteze.

U kloroplastima stanica provodnog snopa grana gotovo nije razvijena, ali je koncentracija RiBP karboksilaze visoka. Ovi kloroplasti su prilagođeni za tamnu fazu fotosinteze.

Ugljični dioksid prvo ulazi u stanice mezofila, veže se s organskim kiselinama, u tom se obliku transportira do stanica ovojnice, oslobađa se, a zatim se veže na isti način kao u C3 biljkama. To jest, C4-put nadopunjuje, a ne zamjenjuje C3.

U mezofilu se CO 2 dodaje fosfoenolpiruvatu (PEP) kako bi nastao oksaloacetat (kiselina), koji uključuje četiri atoma ugljika:

Reakcija se odvija uz sudjelovanje enzima PEP-karboksilaze, koji ima veći afinitet za CO 2 od rubiska. Osim toga, PEP-karboksilaza ne stupa u interakciju s kisikom i stoga se ne troši na fotorespiraciju. Dakle, prednost fotosinteze C4 je učinkovitija fiksacija ugljičnog dioksida, povećanje njegove koncentracije u stanicama ovojnice i, posljedično, učinkovitiji rad RiBP karboksilaze, koja se gotovo ne troši za fotorespiraciju.

Oksaloacetat se pretvara u 4-ugljičnu dikarboksilnu kiselinu (malat ili aspartat), koja se transportira do kloroplasta stanica koje oblažu vaskularne snopove. Ovdje se kiselina dekarboksilira (uklanjanje CO2), oksidira (uklanjanje vodika) i pretvara u piruvat. Vodik obnavlja NADP. Piruvat se vraća u mezofil, gdje se iz njega regenerira PEP uz potrošnju ATP-a.

Otkinuti CO 2 u kloroplastima stanica obloge ide na uobičajeni C 3 put tamne faze fotosinteze, tj. u Calvinov ciklus.

Fotosinteza duž puta Hatch-Slack zahtijeva više energije.

Vjeruje se da je C 4 put evoluirao kasnije od C 3 puta i da je na mnogo načina prilagodba protiv fotorespiracije.

Svako živo biće na planeti treba hranu ili energiju za preživljavanje. Neki se organizmi hrane drugim bićima, dok drugi mogu proizvoditi vlastite hranjive tvari. Oni prave vlastitu hranu, glukozu, u procesu koji se naziva fotosinteza.

Fotosinteza i disanje su međusobno povezani. Rezultat fotosinteze je glukoza, koja se kao kemijska energija pohranjuje u tijelu. Ova pohranjena kemijska energija dolazi od pretvorbe anorganskog ugljika (ugljični dioksid) u organski ugljik. Proces disanja oslobađa pohranjenu kemijsku energiju.

Osim proizvoda koje proizvode, biljke također trebaju ugljik, vodik i kisik za preživljavanje. Voda apsorbirana iz tla osigurava vodik i kisik. Tijekom fotosinteze ugljik i voda se koriste za sintetizaciju hrane. Biljke također trebaju nitrate za stvaranje aminokiselina (aminokiselina je sastojak za stvaranje proteina). Osim toga, potreban im je magnezij za proizvodnju klorofila.

Napomena: Zovu se živa bića koja ovise o drugoj hrani. Biljojedi kao što su krave, kao i biljke koje jedu kukce, primjeri su heterotrofa. Zovu se živa bića koja proizvode vlastitu hranu. Zelene biljke i alge su primjeri autotrofa.

U ovom ćete članku saznati više o tome kako se fotosinteza događa u biljkama i uvjetima potrebnim za taj proces.

Definicija fotosinteze

Fotosinteza je kemijski proces kojim biljke, neke i alge proizvode glukozu i kisik iz ugljičnog dioksida i vode, koristeći samo svjetlost kao izvor energije.

Taj je proces iznimno važan za život na Zemlji, jer oslobađa kisik o kojem ovisi sav život.

Zašto je biljkama potrebna glukoza (hrana)?

Baš kao i ljudi i druga živa bića, i biljke trebaju hranu da bi ostale na životu. Vrijednost glukoze za biljke je sljedeća:

• Glukoza dobivena fotosintezom koristi se tijekom disanja za oslobađanje energije koja je biljka potrebna za druge vitalne procese.
• Biljne stanice također pretvaraju dio glukoze u škrob, koji se koristi prema potrebi. Zbog toga se mrtve biljke koriste kao biomasa jer pohranjuju kemijsku energiju.
• Glukoza je također potrebna za proizvodnju drugih kemikalija kao što su proteini, masti i biljni šećeri potrebni za rast i druge bitne procese.

Faze fotosinteze

Proces fotosinteze podijeljen je u dvije faze: svijetlu i tamnu.

Svjetlosna faza fotosinteze

Kao što ime govori, svjetlosne faze trebaju sunčevu svjetlost. U reakcijama ovisnim o svjetlosti, energiju sunčeve svjetlosti apsorbira klorofil i pretvara u pohranjenu kemijsku energiju u obliku molekule nosača elektrona NADPH (nikotinamid adenin dinukleotid fosfat) i energetske molekule ATP (adenozin trifosfat). Svjetlosne faze se javljaju u tilakoidnim membranama unutar kloroplasta.

Tamna faza fotosinteze ili Calvinov ciklus

U tamnoj fazi ili Calvinovom ciklusu, pobuđeni elektroni iz svjetlosne faze daju energiju za stvaranje ugljikohidrata iz molekula ugljičnog dioksida. Faze neovisne o svjetlosti ponekad se nazivaju Calvinov ciklus zbog cikličke prirode procesa.

Iako tamne faze ne koriste svjetlost kao reaktant (i kao rezultat toga se mogu javiti danju ili noću), za djelovanje su im potrebni proizvodi reakcija ovisnih o svjetlosti. Molekule neovisne o svjetlosti ovise o molekulama nositelja energije ATP i NADPH za stvaranje novih molekula ugljikohidrata. Nakon prijenosa energije na molekule, nositelji energije se vraćaju u svjetlosne faze kako bi dobili više energetskih elektrona. Osim toga, svjetlom se aktivira nekoliko enzima tamne faze.

Dijagram faza fotosinteze

Napomena: To znači da se tamne faze neće nastaviti ako su biljke predugo lišene svjetla, jer koriste produkte svjetlosnih faza.

Struktura listova biljaka

Ne možemo u potpunosti razumjeti fotosintezu bez znanja više o strukturi lista. List je prilagođen da igra vitalnu ulogu u procesu fotosinteze.

Vanjska struktura lišća

• Kvadrat

Jedna od najvažnijih karakteristika biljaka je velika površina listova. Većina zelenih biljaka ima široke, ravne i otvorene listove koji su sposobni uhvatiti onoliko sunčeve energije (sunčeve svjetlosti) koliko je potrebno za fotosintezu.

• Središnja vena i peteljka

Srednja ivica i peteljka se spajaju i tvore bazu lista. Peteljka postavlja list na način da prima što više svjetla.

• lisna ploča

Jednostavni listovi imaju jednu lisnu ploču, a složeni nekoliko. Listna ploča je jedna od najvažnijih komponenti lista, koja je izravno uključena u proces fotosinteze.

• vene

Mreža vena u lišću prenosi vodu od stabljike do listova. Oslobođena glukoza se također iz lišća kroz vene šalje u druge dijelove biljke. Osim toga, ovi dijelovi lista podupiru i drže lisnu ploču ravnom za veće hvatanje sunčeve svjetlosti. Raspored žila (venacija) ovisi o vrsti biljke.

• baza lista

Baza lista je njegov najniži dio koji je zglobljen sa stabljikom. Često se u podnožju lista nalazi par stipula.

• rub lista

Ovisno o vrsti biljke, rub lista može imati različite oblike, uključujući: cijeli, nazubljen, nazubljen, nazubljen, grenast itd.

• Vrh lista

Poput ruba lista, vrh dolazi u različitim oblicima, uključujući: oštar, okrugao, tup, izdužen, uvučen itd.

Unutarnja struktura lišća

Ispod je bliski dijagram unutarnje strukture tkiva lista:

• Zanoktica

Kutikula djeluje kao glavni, zaštitni sloj na površini biljke. U pravilu je deblji na vrhu lima. Kutikula je prekrivena tvari nalik vosku koja štiti biljku od vode.

• Epidermis

Epiderma je sloj stanica koji je pokrovno tkivo lista. Njegova glavna funkcija je zaštita unutarnjih tkiva lista od dehidracije, mehaničkih oštećenja i infekcija. Također regulira proces izmjene plinova i transpiracije.

• mezofil

Mezofil je glavno tkivo biljke. Ovdje se odvija proces fotosinteze. Kod većine biljaka mezofil je podijeljen u dva sloja: gornji je palisadni, a donji spužvasti.

• Zaštitne stanice

Zaštitne stanice su specijalizirane stanice u epidermi lista koje se koriste za kontrolu izmjene plinova. Oni obavljaju zaštitnu funkciju za stomate. Stomatalne pore postaju velike kada je voda slobodno dostupna, inače zaštitne stanice postaju letargične.

• Stoma

Fotosinteza ovisi o prodiranju ugljičnog dioksida (CO2) iz zraka kroz stomate u tkiva mezofila. Kisik (O2), dobiven kao nusprodukt fotosinteze, izlazi iz biljke kroz puči. Kada su puči otvoreni, voda se gubi isparavanjem i mora se nadoknaditi kroz protok transpiracije vodom koju uzima korijenje. Biljke su prisiljene uravnotežiti količinu CO2 apsorbiranog iz zraka i gubitak vode kroz stomatalne pore.

Uvjeti potrebni za fotosintezu

Sljedeći su uvjeti koje biljke trebaju za obavljanje procesa fotosinteze:

• Ugljični dioksid. Prirodni plin bez boje i mirisa koji se nalazi u zraku i ima znanstvenu oznaku CO2. Nastaje tijekom izgaranja ugljika i organskih spojeva, a nastaje i tijekom disanja.
• Voda. Prozirna tekuća kemikalija, bez mirisa i okusa (u normalnim uvjetima).
• Svjetlo. Iako je umjetna svjetlost pogodna i za biljke, prirodna sunčeva svjetlost općenito stvara najbolje uvjete za fotosintezu jer sadrži prirodno ultraljubičasto zračenje koje ima pozitivan učinak na biljke.
• Klorofil. To je zeleni pigment koji se nalazi u lišću biljaka.
• Hranjive tvari i minerali. Kemikalije i organski spojevi koje korijenje biljaka apsorbira iz tla.

Što nastaje kao rezultat fotosinteze?

• Glukoza;
• Kisik.

(Svjetlosna energija je prikazana u zagradama jer nije tvar)

Napomena: Biljke unose CO2 iz zraka kroz svoje lišće, a vodu iz tla kroz svoje korijenje. Svjetlosna energija dolazi od Sunca. Dobiveni kisik ispušta se u zrak iz lišća. Nastala glukoza može se pretvoriti u druge tvari, poput škroba, koji se koristi kao skladište energije.

Ako su čimbenici koji potiču fotosintezu odsutni ili su prisutni u nedovoljnim količinama, to može negativno utjecati na biljku. Primjerice, manje svjetla stvara povoljne uvjete za insekte koji jedu lišće biljke, dok nedostatak vode to usporava.

Gdje se odvija fotosinteza?

Fotosinteza se odvija unutar biljnih stanica, u malim plastidima zvanim kloroplasti. Kloroplasti (uglavnom se nalaze u sloju mezofila) sadrže zelenu tvar zvanu klorofil. Ispod su drugi dijelovi stanice koji rade s kloroplastom za provedbu fotosinteze.

Građa biljne stanice

Funkcije dijelova biljnih stanica

• : pruža strukturnu i mehaničku potporu, štiti stanice od bakterija, fiksira i definira oblik stanice, kontrolira brzinu i smjer rasta i daje oblik biljkama.
• : pruža platformu za većinu kemijskih procesa kontroliranih enzimima.
• : djeluje kao barijera, kontrolirajući kretanje tvari u i iz stanice.
• : kao što je gore opisano, sadrže klorofil, zelenu tvar koja apsorbira svjetlosnu energiju tijekom fotosinteze.
• : šupljina unutar stanične citoplazme koja pohranjuje vodu.
• : sadrži genetsku oznaku (DNA) koja kontrolira aktivnost stanice.

Klorofil apsorbira svjetlosnu energiju potrebnu za fotosintezu. Važno je napomenuti da se sve valne duljine svjetlosti ne apsorbiraju. Biljke uglavnom apsorbiraju crvene i plave valne duljine - ne apsorbiraju svjetlost u zelenom rasponu.

Ugljični dioksid tijekom fotosinteze

Biljke unose ugljični dioksid iz zraka kroz svoje lišće. Ugljični dioksid prodire kroz malu rupu na dnu lista – puči.

Donja strana lista ima labavo razmaknute stanice kako bi ugljični dioksid mogao doći do drugih stanica u listu. Također omogućuje kisiku proizvedenom fotosintezom da lako napusti list.

Ugljični dioksid prisutan je u zraku koji udišemo u vrlo niskim koncentracijama i nužan je čimbenik u tamnoj fazi fotosinteze.

Svjetlost u procesu fotosinteze

List obično ima veliku površinu, tako da može apsorbirati puno svjetla. Njegova gornja površina zaštićena je od gubitka vode, bolesti i vremenskih prilika voštanim slojem (kutikulom). Gornji dio plahte je mjesto gdje svjetlost pada. Ovaj sloj mezofila naziva se palisada. Prilagođen je da apsorbira veliku količinu svjetlosti, jer sadrži mnogo kloroplasta.

U svjetlosnim fazama proces fotosinteze se povećava s više svjetla. Više molekula klorofila se ionizira i stvara se više ATP-a i NADPH-a ako se svjetlosni fotoni fokusiraju na zeleni list. Iako je svjetlost iznimno važna u svjetlosnim fazama, treba napomenuti da prevelika količina može oštetiti klorofil i smanjiti proces fotosinteze.

Svjetlosne faze ne ovise previše o temperaturi, vodi ili ugljičnom dioksidu, iako su sve potrebne za završetak procesa fotosinteze.

Voda tijekom fotosinteze

Biljke dobivaju vodu koja im je potrebna za fotosintezu kroz svoje korijenje. Imaju korijenske dlake koje rastu u tlu. Korijenje se odlikuje velikom površinom i tankim zidovima, što omogućuje lako prolazak vode kroz njih.

Slika prikazuje biljke i njihove stanice s dovoljno vode (lijevo) i njezin nedostatak (desno).

Napomena: Stanice korijena ne sadrže kloroplaste jer su obično u mraku i ne mogu fotosintetizirati.

Ako biljka ne upije dovoljno vode, ona će uvenuti. Bez vode, biljka neće moći dovoljno brzo fotosintetizirati, a može čak i umrijeti.

Koja je važnost vode za biljke?

• Pruža otopljene minerale koji podržavaju zdravlje biljaka;
• je medij za transport;
• Podržava stabilnost i uspravnost;
• Hladi i zasićuje vlagom;
• Omogućuje provođenje raznih kemijskih reakcija u biljnim stanicama.

Značaj fotosinteze u prirodi

Biokemijski proces fotosinteze koristi energiju sunčeve svjetlosti za pretvaranje vode i ugljičnog dioksida u kisik i glukozu. Glukoza se koristi kao gradivni blok u biljkama za rast tkiva. Dakle, fotosinteza je način na koji nastaju korijenje, stabljika, lišće, cvjetovi i plodovi. Bez procesa fotosinteze, biljke ne mogu rasti niti se razmnožavati.

• Proizvođači

Zbog svoje fotosintetske sposobnosti, biljke su poznate kao proizvođači i služe kao okosnica gotovo svakog prehrambenog lanca na Zemlji. (Alge su biljci ekvivalent). Sva hrana koju jedemo dolazi od organizama koji su fotosintetski. Ove biljke jedemo izravno, ili jedemo životinje poput krava ili svinja koje konzumiraju biljnu hranu.

• Osnova lanca ishrane

Unutar vodenih sustava, biljke i alge također čine osnovu lanca ishrane. Alge služe kao hrana za, koje zauzvrat djeluju kao izvor hrane za veće organizme. Bez fotosinteze u vodenom okolišu život bi bio nemoguć.

• Uklanjanje ugljičnog dioksida

Fotosinteza pretvara ugljični dioksid u kisik. Tijekom fotosinteze, ugljični dioksid iz atmosfere ulazi u biljku i potom se oslobađa kao kisik. U današnjem svijetu u kojem razine ugljičnog dioksida rastu alarmantnom brzinom, svaki proces koji uklanja ugljični dioksid iz atmosfere važan je za okoliš.

• Kruženje hranjivih tvari

Biljke i drugi fotosintetski organizmi igraju vitalnu ulogu u kruženju hranjivih tvari. Dušik u zraku se fiksira u biljnim tkivima i postaje dostupan za stvaranje proteina. Elementi u tragovima koji se nalaze u tlu također se mogu ugraditi u biljno tkivo i učiniti dostupnim biljojedima dalje u lancu ishrane.

• fotosintetska ovisnost

Fotosinteza ovisi o intenzitetu i kvaliteti svjetlosti. Na ekvatoru, gdje je sunčeve svjetlosti u izobilju tijekom cijele godine, a voda nije ograničavajući čimbenik, biljke imaju visoke stope rasta i mogu postati prilično velike. Obrnuto, fotosinteza je rjeđa u dubljim dijelovima oceana, jer svjetlost ne prodire u te slojeve, a kao rezultat toga, ovaj ekosustav je jalovitiji.

Sa ili bez svjetlosne energije. Karakteristična je za biljke. Razmotrimo dalje što su tamna i svijetla faza fotosinteze.

Opće informacije

Organ fotosinteze u višim biljkama je list. Kloroplasti djeluju kao organele. Membrane njihovih tilakoida sadrže fotosintetske pigmente. Oni su karotenoidi i klorofili. Potonji postoje u nekoliko oblika (a, c, b, d). Glavni je a-klorofil. Njegova molekula sadrži porfirinsku "glavu" s atomom magnezija smještenom u središtu, kao i fitol "rep". Prvi element je predstavljen kao ravna struktura. "Glava" je hidrofilna, stoga se nalazi na onom dijelu membrane koji je usmjeren prema vodenom okolišu. Phytol "rep" je hidrofoban. Zbog toga zadržava molekulu klorofila u membrani. Klorofil apsorbira plavo-ljubičasto i crveno svjetlo. Oni također odražavaju zelenu boju, dajući biljkama njihovu karakterističnu boju. U tilaktičkim membranama molekule klorofila organizirane su u fotosustave. Plavo-zelene alge i biljke karakteriziraju sustavi 1 i 2. Fotosintetske bakterije imaju samo prvi. Drugi sustav može razgraditi H 2 O i osloboditi kisik.

Svjetlosna faza fotosinteze

Procesi koji se odvijaju u biljkama složeni su i višestupanjski. Posebno se razlikuju dvije skupine reakcija. To su tamna i svijetla faza fotosinteze. Potonji se odvija uz sudjelovanje enzima ATP, proteina koji nose elektrone i klorofila. Svjetlosna faza fotosinteze javlja se u membranama tilaktoida. Elektroni klorofila se pobuđuju i napuštaju molekulu. Nakon toga padaju na vanjsku površinu tilaktičke membrane. Ona je pak negativno nabijena. Nakon oksidacije započinje obnova molekula klorofila. Oni uzimaju elektrone iz vode koja je prisutna u intralakoidnom prostoru. Dakle, svjetlosna faza fotosinteze teče u membrani tijekom propadanja (fotolize): H 2 O + Q svjetlost → H + + OH -

Hidroksilni ioni se pretvaraju u reaktivne radikale doniranjem svojih elektrona:

OH - → .OH + e -

OH radikali se spajaju i tvore slobodni kisik i vodu:

4NE. → 2H 2 O + O 2.

U tom slučaju kisik se uklanja u okolni (vanjski) medij, a protoni se akumuliraju unutar tilaktoida u posebnom "rezervoaru". Kao rezultat toga, gdje se odvija svjetlosna faza fotosinteze, tilaktička membrana dobiva pozitivan naboj zbog H + s jedne strane. Pritom je zbog elektrona negativno nabijen.

Fosfirilacija ADP-a

Gdje se odvija svjetlosna faza fotosinteze, postoji razlika potencijala između unutarnje i vanjske površine membrane. Kada dosegne 200 mV, protoni se potiskuju kroz kanale ATP sintetaze. Dakle, svjetlosna faza fotosinteze nastaje u membrani kada se ADP fosforilira u ATP. U ovom slučaju atomski vodik je usmjeren na redukciju posebnog nosača nikotinamid adenin dinukleotid fosfata NADP+ u NADP.H2:

2H + + 2e - + NADP → NADP.H 2

Svjetlosna faza fotosinteze stoga uključuje fotolizu vode. To pak prate tri glavne reakcije:

1. Sinteza ATP-a.
2. Obrazovanje NADP.H 2 .
3. Stvaranje kisika.

Svjetlosna faza fotosinteze popraćena je oslobađanjem potonje u atmosferu. NADP.H2 i ATP kreću se u stromu kloroplasta. Time je završena svjetlosna faza fotosinteze.

Druga grupa reakcija

Tamna faza fotosinteze ne zahtijeva svjetlosnu energiju. Ide u stromu kloroplasta. Reakcije su prikazane kao lanac uzastopnih transformacija ugljičnog dioksida koji dolazi iz zraka. Kao rezultat, nastaje glukoza i druge organske tvari. Prva reakcija je fiksacija. RiBF djeluje kao akceptor ugljičnog dioksida. Katalizator u reakciji je ribuloza bisfosfat karboksilaza (enzim). Kao rezultat karboksilacije RiBP-a nastaje nestabilni spoj sa šest ugljika. Gotovo se trenutno raspada na dvije molekule FHA (fosfoglicerinske kiseline). Nakon toga slijedi ciklus reakcija, gdje se pretvara u glukozu kroz nekoliko međuprodukata. Koriste energije NADP.H 2 i ATP-a, koje su pretvorene kada je trajala svjetlosna faza fotosinteze. Ciklus ovih reakcija naziva se "Calvinov ciklus". Može se predstaviti na sljedeći način:

6CO 2 + 24H+ + ATP → C 6 H 12 O 6 + 6H 2 O

Osim glukoze, tijekom fotosinteze nastaju i drugi monomeri organskih (složenih) spojeva. To uključuje, posebice, masne kiseline, glicerol, aminokiseline, nukleotide.

C3 reakcije

Oni su vrsta fotosinteze u kojoj se kao prvi produkt formiraju spojevi s tri ugljika. On je taj koji je gore opisan kao Calvinov ciklus. Karakteristične značajke fotosinteze C3 su:

1. RiBP je akceptor za ugljični dioksid.
2. Reakciju karboksilacije katalizira RiBP karboksilaza.
3. Nastaje tvar sa šest ugljika, koja se potom razgrađuje u 2 FHA.

Fosfoglicerinska kiselina reducira se u TF (triozni fosfati). Neki od njih se šalju na regeneraciju ribuloza bifosfata, a ostatak se pretvara u glukozu.

C4 reakcije

Ovu vrstu fotosinteze karakterizira pojava spojeva s četiri ugljika kao prvog produkta. Godine 1965. ustanovljeno je da se tvari C4 najprije pojavljuju u nekim biljkama. Na primjer, to je utvrđeno za proso, sirak, šećernu trsku, kukuruz. Ove kulture postale su poznate kao biljke C4. Sljedeće, 1966. godine, Slack i Hatch (australski znanstvenici) otkrili su da im gotovo u potpunosti nedostaje fotorespiracija. Također je utvrđeno da su takve C4 biljke puno učinkovitije u apsorpciji ugljičnog dioksida. Kao rezultat toga, put transformacije ugljika u takvim kulturama nazvan je Hatch-Slack put.

Zaključak

Važnost fotosinteze je vrlo velika. Zahvaljujući njemu, ugljični dioksid se svake godine apsorbira iz atmosfere u ogromnim količinama (milijarde tona). Umjesto toga, oslobađa se manje kisika. Fotosinteza djeluje kao glavni izvor stvaranja organskih spojeva. Kisik sudjeluje u stvaranju ozonskog omotača koji štiti žive organizme od djelovanja kratkovalnog UV zračenja. Tijekom fotosinteze, list apsorbira samo 1% sve energije svjetlosti koja pada na njega. Njegova produktivnost je unutar 1 g organskog spoja po 1 m2. m površine na sat.

Kako se energija sunčeve svjetlosti u svijetloj i tamnoj fazi fotosinteze pretvara u energiju kemijskih veza glukoze? Objasnite odgovor.

Odgovor

U svjetlosnoj fazi fotosinteze energija sunčeve svjetlosti pretvara se u energiju pobuđenih elektrona, a zatim se energija pobuđenih elektrona pretvara u energiju ATP-a i NADP-H2. U tamnoj fazi fotosinteze energija ATP-a i NADP-H2 pretvara se u energiju kemijskih veza glukoze.

Što se događa tijekom svjetlosne faze fotosinteze?

Odgovor

Elektroni klorofila, pobuđeni energijom svjetlosti, idu duž lanaca prijenosa elektrona, njihova energija je pohranjena u ATP i NADP-H2. Dolazi do fotolize vode, oslobađa se kisik.

Koji su glavni procesi koji se odvijaju tijekom tamne faze fotosinteze?

Odgovor

Od ugljičnog dioksida dobivenog iz atmosfere i vodika dobivenog u svjetlosnoj fazi nastaje glukoza zbog energije ATP-a dobivene u svjetlosnoj fazi.

Koja je funkcija klorofila u biljnoj stanici?

Odgovor

Klorofil je uključen u proces fotosinteze: u svjetlosnoj fazi klorofil apsorbira svjetlost, elektron klorofila prima svjetlosnu energiju, odvaja se i ide duž lanca prijenosa elektrona.

Koju ulogu imaju elektroni klorofila u fotosintezi?

Odgovor

Elektroni klorofila, pobuđeni sunčevom svjetlošću, prolaze kroz lance prijenosa elektrona i predaju svoju energiju stvaranju ATP-a i NADP-H2.

U kojoj fazi fotosinteze nastaje slobodni kisik?

Odgovor

U svjetlosnoj fazi, tijekom fotolize vode.

Tijekom koje faze fotosinteze dolazi do sinteze ATP-a?

Odgovor

svjetlosna faza.

Koji je izvor kisika tijekom fotosinteze?

Odgovor

Voda (kisik se oslobađa tijekom fotolize vode).

Brzina fotosinteze ovisi o ograničavajućim (ograničavajućim) čimbenicima, među kojima su svjetlost, koncentracija ugljičnog dioksida, temperatura. Zašto ovi čimbenici ograničavaju reakcije fotosinteze?

Odgovor

Svjetlost je neophodna za pobuđivanje klorofila, ona opskrbljuje energiju za proces fotosinteze. Ugljični dioksid je potreban u tamnoj fazi fotosinteze; iz njega se sintetizira glukoza. Promjena temperature dovodi do denaturacije enzima, usporavaju se reakcije fotosinteze.

U kojim je metaboličkim reakcijama u biljkama ugljični dioksid početna tvar za sintezu ugljikohidrata?

Odgovor

u reakcijama fotosinteze.

U lišću biljaka intenzivno se odvija proces fotosinteze. Javlja li se u zrelim i nezrelim plodovima? Objasnite odgovor.

Odgovor

Fotosinteza se odvija u zelenim dijelovima biljaka izloženim svjetlu. Dakle, fotosinteza se događa u kožici zelenih plodova. Unutar ploda i u kožici zrelih (ne zelenih) plodova ne dolazi do fotosinteze.