Faza întunecată a fotosintezei, platforma de conținut
Faza de întunecată a fotosintezei
Faza întunecată a fotosintezei - un reactii chimice complexe care au ca rezultat recuperarea foii CO2 absorbit din cauza fazei de produse ușoare (ATP și NADPH) și formează substanțe organice.
ATP și NADPH formate în faza de lumină și utilizată pentru recuperarea CO2, au fost numite putere asimilatorie.
Ciclul Calvin (P-ciclu 3)
RuBF 3 + 3 CO2 + 6 NADPH + 9 + 3 ATF3 RuBF PHA + 3 H2O + NADP + ADP + 9 3N3RO4
Acesta are loc în stroma cloroplastelor
Calvin etape ale ciclului:
Carboxilarea - prisoednienie molecule 3 CO2 la ribulozo-1,5-bifosfat (RuBF).
2. Recuperarea - recuperarea PGA folosind forța asimilatori pentru a forma PHA.
3. Regenerarea - molecula de recuperare RuBF.
RuBF și PHA - produsul final al ciclului Calvin. Toate celelalte substanțe implicate în ea, se numește intermediar.
T. Pentru. In pentozei ciclul Calvin format, este numit reductive ciclu fosfat pentose (RFT-ring).
RuBF 3 + 3 CO2 + NADPH + 6 3 9 ATP RuBF PHA + 3 + 3 H2O + NADP + ADP + 9 3N3RO4
Ciclul Hatch - Slack și C4 - plante
cercetatorii australieni in 1967 a constatat ca porumbul, trestia de zahăr, sorg și altele. Plante tropicale produsul primar al fazei de întuneric nu sunt PGA și oxaloacetat.
În plus, aceste plante nu sunt doar granal ci agranalnye cloroplaste.
Ca urmare a cercetărilor în continuare a fost deschis un alt ciclu fotosintezei, numit ciclu Hatch - Slack sau C4 - ciclu.
Produsul principal al întunecos fazei - oxaloacetatului - conține în moleculă 4 atomi de carbon sale.
acceptor de CO2 în acest ciclu este fosfoenolpiruvat (PEP)
Ca rezultat carboxilarea în PEP oxaloacetat și ortofosfat.
PEP + CO2 + H2O oxaloacetat + H3PO4
(Enzyme :. PEP carboxilazei Este localizată în citosol sau în membrana externă a cloroplastului).
educație oxaloacetat are loc în afara celor granal cloroplastici.
Oxaloacetatul rezultată merge în cloroplast, și aici, cu participarea NADPH redus la malat:
Oxaloacetat + NADPH + H + malat + NADP +
enzimă: NADP + - dependente malat dehidrogenază
In unele plante, oxaloacetat este convertit la aspartat:
Oxaloacetat + NH3 + NADPH + H 2 O aspartat
Malat aspartat sau transportate în afara celulelor din cloroplaste mezofil mucoasei grinzi conductoare.
În funcție de tipul de acid - malat sau aspartat - transportate la celulele mucoasei, plantele sunt împărțite în două tipuri: malic sau aspartat.
Celulele electrod acestor acizi derkarboksiliruyutsya.
Decarboxilarea oxidativă celulelor mucoasei agranalnyh hloropalstah malat:
Malat + NADP + Piruvat + SO2_ + NADPH + H +
Decarboxilarea oxidativă celulelor mucoasei agranalnyh hloropalstah malat:
Malat + NADP + Piruvat + SO2_ + NADPH + H +
SO2_ispolzuetsya pentru RuBF carboxilare
(Carboxilare secundar), m. E. inclus într-un ciclu C3, ce se extinde în agranalnyh cloroplastele celulelor mucoasei.
Piruvatul este returnat cloroplastele celulelor mezofil, unde este fosforilat în detrimentul ATP - faza de lumină produs, ceea ce duce la regenerarea PEP - acceptor de CO2 și de închidere a ciclului:
PVC + ATP + FN PEP + AMP + FFN
Reprezentanții acestui grup de plante sunt de trestie de zahăr, porumb, sorg,
În particular C4 - ciclu
1. Din oxaloacetat - produs primar - format sau aspartat malat;
2. Ciclul este împărțit în două etape:
1 - carboxilarea PPE în celulele mezofil,
2 - decarboxilarea malat sau aspatrata în BSC.
3. Ciclul este împărțit în spațiu începe și se termină în principalele celule mezofil și decarboxilare are loc în celulele mucoasei.
C3 - și C4 - bucle acționează împreună. Această operațiune comună a două cicluri a fost numit fotosinteza cooperativă.
Funcția principală a C4 - ciclul - concentrația de CO2 pentru C3 - ciclu.
C4 - ciclu este un fel de pompă (pompa de dioxid de carbon) pentru C3 - ciclu prin care atmosfera de CO2 transferat la C3 - ciclu.
C3 - plante - majoritatea plantelor agricole;
C4 - plante - plante mai ales tropicale și subtropicale. Ele sunt foarte fructuoase.
În condiții de secetă și temperaturile ridicate au fotosintezei este o intensitate mare.
Cele mai multe dintre cele mai grave buruienile din lume - C4 - planta.
În condiții nefavorabile, unele C3 - planta începe să lucreze, și C4 - ciclu.
Prin operarea unei pompe de dioxid de carbon (C4 - ciclu) concentrația de CO2 în celulele de electrozi, în care un ciclu C3 este de câteva ori mai mare decât în mediul înconjurător.
Acest lucru este foarte important, astfel încât să C4 - .. Plantele trăiesc în condiții de temperatură ridicată, atunci când solubilitatea CO2 este redus în mod semnificativ.
Frunzele C4 - plante carbonatare are loc de două ori.
Caracteristici ale structurii anatomice a frunzelor
C4 - plante
1. Un mare număr de grinzi conductoare, ceea ce face ca scurgerea rapidă a asimilatelor dintr-o foaie.
2. Celulele sunt granal cloroplastele frunzelor mezofil.
Celulele mucoasei - cloroplaste mai mari agranalnye.
Principalele cloroplastele granal ale celulelor mezofil sunt carboxilarea primare a PEP și regenerarea PVC sau alanina, adică aici începe și se termină C4 - .. Cycle.
In electrod agranalnyh cloroplaste celula este dekaboksilirovanie C4 - acizi și C3 -cycle
cloroplaste Granal celulelor mezofil contin photosystem de bază I (PS I) și fotosistemul II (PS II), prin urmare, ele sunt photophosphorylation ciclice și aciclice cu formarea de ATP și NADPH.
Agranalnye cloroplastele celulelor mucoasei contin photosystem I (PS I) și ele pot numai fosforilare ciclică. NADP nu este restabilită în aceste celule.
C4 - furnizarea de ciclu într-un ciclu de hidrogen C3 pentru recuperarea CO2.
Pentru fluxul normal al fazei de întuneric a fotosintezei necesară o coordonare strictă viteze C3 - și C4 - cicluri și scurgerea rapidă a asimilatelor.
În evoluția C3 - ciclul a apărut înainte de C4 - ciclu.
In plante lemnoase (formă mai veche a vieții) C4 - ciclul nu este detectat.
metabolismul acidului Crassulaceae
metabolismul acidului Crassulacean
(CAM fotosinteză) Acest tip de fotosinteză a fost descoperit in plante din familia Crassulaceae (Crassulaceae).
Plantele care au acest tip de fotosinteza numite plante de tip CAM.
plante de tip CAM - suculentele este în creștere în locuri uscate, în care stomatelor deschise în timpul nopții și sunt închise în timpul zilei, pentru a reduce transpirația.
Prin urmare, aceste plante absorb CO2 în timpul nopții.
1. Faza întunecată a fotosintezei este împărțită în timp: CO2 absorbit în timpul nopții, și restaurată în după-amiaza (ziua suculentele stomate închisă pentru reducerea transpirației).
2. Din oxaloacetat ca în plante C4, malat format.
3. carbonatare în țesuturi are loc de două ori: carboxilarea noapte PEP, în după-amiaza - RuBF.
Ca ciclu C4_, de economisire a apei de tip CAM fotosinteză este opțional, furnizarea de CO2 în C3 ciclu plante adaptate la viața în condiții de temperatură înaltă sau lipsa de umiditate.
În după-amiaza în plantele CAM de căldură stoca până CO2. format ca urmare a respirației, și noaptea, când stomatele sunt deschise, ele absorb CO2 din aer.
CAM fotosinteza ajuta la reducerea transpirației și stoca apa, dar eficiența acestor plante este mult mai mică decât cea a plantelor C3.
Caracteristici celulele de plante CAM
Celulele mezofil din plante CAM este de câteva ori mai mare, adică. A. Ei au mai multe vacuole.
Numărul de stomate este mult mai mare decât cea a plantelor C3 și C4.
ciclu de fotosinteză glicolat
In anul 1779, J. Jan Ingenhousz a constatat că, uneori, în timpul zilei, la o temperatură foarte ridicată și iluminare, plantele emit și absorb O2 CO2.
Dupa 150 de ani de fenomenul amintit și a numit-o fotorespirației (tip de schimb de gaze, activează celulele verzi de lumină).
În cei 60 de ani ai secolului al XX-lea a început să studieze fotorespirației. Sa dovedit că un rol important în acest proces este jucat RuBF carboxilaza. În cazul în care nu este suficient de CO2 și O2 sunt multe, acesta poate fi atașat la RuBF fără CO2 și O2, T. E. RuBF carboxilaza poate efectua nu numai carboxilarea, ci funcția oxygenizing.
RuBF + O2 + FHA + ATP + ADP fosfoglikolat
Ieșind din cloroplast fosfoglikolat defosforilat
fosfoglikolat Valium + H3PO4