Nota: El oxígeno liberado por la fotosíntesis proviene del agua. Los productos de la fotosíntesis no son sólo azúcares, sino también aminoácidos (sin proteínas) y grasas, por lo que los productos de la fotosíntesis deben ser materia orgánica.
Cada paso de la reacción:
H2O→H+O2 (fotólisis del agua)
NADP++2e-+H+ → NADPH (transferencia de hidrógeno)
ADP→ATP (transferencia de energía)
Compuesto CO2+C5→compuesto C3 (dióxido de carbono fijado)
Compuesto C3→(CH2O)+compuesto C5 ( Formación orgánica)
El proceso de fotosíntesis: 1. La reacción química en la primera etapa de la fotosíntesis debe tener energía luminosa, lo que se denomina etapa de reacción luminosa. Las reacciones químicas en la etapa de fotorreacción se llevan a cabo sobre los tilacoides de los cloroplastos. Fase de reacción oscura Las reacciones químicas de la segunda fase de la fotosíntesis pueden ocurrir en ausencia de energía luminosa. Esta etapa se llama etapa de reacción oscura. Las reacciones químicas en la etapa de reacción oscura tienen lugar en la matriz dentro del cloroplasto. La etapa de reacción a la luz y la etapa de reacción a la oscuridad son un todo, estrechamente relacionadas en el proceso de la fotosíntesis, y ambas son indispensables.
La fotosíntesis se refiere al proceso en el que las plantas verdes utilizan la energía luminosa a través de los cloroplastos para convertir el dióxido de carbono y el agua en materia orgánica que almacena energía y libera oxígeno. Respiramos el oxígeno liberado durante la fotosíntesis todo el tiempo. Los alimentos que comemos cada día también provienen directa o indirectamente de materia orgánica producida por la fotosíntesis. Entonces, ¿cómo se descubrió la fotosíntesis?
Hasta el descubrimiento de la fotosíntesis a mediados del siglo XVIII, la gente creía que todos los nutrientes de las plantas se obtenían del suelo, pero no pensaban que las plantas pudieran obtener nada del aire. En 1771, el científico británico Priestley descubrió que no era fácil apagar una vela encendida en un recinto de cristal cerrado con plantas verdes. Cuando los ratones se colocan en un recinto de vidrio con plantas verdes, es menos probable que se asfixien. Por ello, señaló que las plantas renuevan el aire. Pero no sabía qué plantas compositivas se actualizaban en el aire, ni descubrió el papel clave que desempeñaba la luz en el proceso. Posteriormente, a través de experimentos de muchos científicos, se fueron descubriendo gradualmente los lugares, las condiciones, las materias primas y los productos de la fotosíntesis. A continuación se muestran algunos experimentos famosos. En 1864, el científico alemán Sacks realizó un experimento: dejar hojas verdes en la oscuridad durante varias horas para consumir los nutrientes de las hojas. Luego deja la mitad de la hoja expuesta y la otra mitad cubierta. Después de un período de tiempo, las hojas se trataron con vapor de yodo y se descubrió que el color de la mitad sombreada de las hojas no cambiaba, mientras que la mitad expuesta era azul oscuro. Este experimento demostró con éxito que las hojas verdes producen almidón durante la fotosíntesis.
En 1880, el científico alemán Engelmann realizó un experimento sobre la fotosíntesis de Spirogyra: se colocó un paquete temporal que contenía bacterias aeróbicas en un ambiente oscuro y sin aire, y luego se utilizó con un haz de un haz muy delgado de La luz golpea a Spirogyra. Mediante observación microscópica, se descubrió que las bacterias aeróbicas solo se concentraban cerca del lugar donde el haz iluminaba los cloroplastos. Si el embalaje temporal está completamente expuesto a la luz, las bacterias aeróbicas se concentrarán alrededor de todas las partes de los cloroplastos que reciben luz. Los experimentos de Engelmann demostraron que el oxígeno se libera de los cloroplastos, donde se produce la fotosíntesis en las plantas verdes.
El proceso de la fotosíntesis:
Etapa de fotorreacción La reacción química en la primera etapa de la fotosíntesis sólo puede llevarse a cabo utilizando energía luminosa. Esta etapa se llama etapa de fotorreacción. Las reacciones químicas en la etapa de fotorreacción se llevan a cabo sobre los tilacoides de los cloroplastos.
Etapa de reacción oscura Las reacciones químicas en la segunda etapa de la fotosíntesis pueden desarrollarse sin energía luminosa. Esta etapa se llama etapa de reacción oscura. Las reacciones químicas en la etapa de reacción oscura tienen lugar en la matriz dentro del cloroplasto. La etapa de reacción a la luz y la etapa de reacción a la oscuridad son un todo, estrechamente relacionadas en el proceso de la fotosíntesis, y ambas son indispensables.
La importancia de la fotosíntesis. La fotosíntesis proporciona una fuente de materia y energía para la supervivencia de casi todos los seres vivos, incluidos los humanos. Por lo tanto, la fotosíntesis es de gran importancia para los humanos e incluso para todo el mundo biológico. El significado de la fotosíntesis se puede resumir en los siguientes aspectos;
Primero, la producción de materia orgánica. La cantidad de materia orgánica producida por las plantas verdes mediante la fotosíntesis es enorme. Se estima que las plantas verdes de la Tierra producen alrededor de 450 mil millones de toneladas de materia orgánica cada año, superando con creces la producción anual total de productos industriales de la Tierra.
Por lo tanto, la gente compara las plantas verdes de la tierra con una enorme "fábrica verde". La supervivencia de las plantas verdes no se puede separar de la materia orgánica producida por la fotosíntesis. Los alimentos para humanos y animales también provienen directa o indirectamente de la materia orgánica producida mediante la fotosíntesis.
En segundo lugar, convertir y almacenar la energía solar. Las plantas verdes convierten la energía solar en energía química mediante la fotosíntesis y la almacenan en la materia orgánica producida por la fotosíntesis. Casi todos los seres vivos de la Tierra utilizan esta energía directa o indirectamente como energía para las actividades vitales. En última instancia, la energía contenida en combustibles como el carbón, el petróleo y el gas natural fue almacenada por antiguas plantas verdes mediante la fotosíntesis.
En tercer lugar, mantener relativamente estables los niveles de oxígeno y dióxido de carbono en la atmósfera. Se estima que todos los seres vivos del mundo consumen una media de 10.000 t/s (toneladas/segundo) de oxígeno a través de la respiración y la quema de diversos combustibles. A este ritmo de consumo de oxígeno, la atmósfera se quedará sin oxígeno en unos dos mil años. Sin embargo, esto no sucedió. Esto se debe a que las plantas verdes están ampliamente distribuidas en la tierra y absorben continuamente dióxido de carbono y liberan oxígeno a través de la fotosíntesis, manteniendo relativamente estable el contenido de oxígeno y dióxido de carbono en la atmósfera.
En cuarto lugar, juega un papel importante en la evolución biológica. Antes de que aparecieran las plantas verdes, no había oxígeno en la atmósfera terrestre. Hace sólo 2 mil millones o 3 mil millones de años que las plantas verdes aparecieron en la tierra y gradualmente se volvieron dominantes. La atmósfera terrestre contuvo gradualmente oxígeno, lo que permitió que otros organismos en la tierra tuvieran respiración aeróbica y se desarrollaran. Porque parte del oxígeno de la atmósfera se convierte en ozono (O3). La capa de ozono formada por el ozono en la atmósfera superior puede filtrar eficazmente los rayos ultravioleta de la radiación solar que son altamente dañinos para los organismos, permitiendo que los organismos acuáticos vivan gradualmente en la tierra. Después de un largo proceso de evolución biológica, finalmente aparecieron diversos animales y plantas ampliamente distribuidos en la naturaleza.
La relación entre el espectro y la fotosíntesis de las plantas
En los últimos años, el impacto de la calidad de la luz en el crecimiento y la morfología de las plantas ha llamado la atención de los investigadores. Por ejemplo, los círculos académicos japoneses se centran en el impacto de la luz monocromática LED en las características de crecimiento de las plántulas de cultivo de tejidos. En Israel, se utilizan láminas de plástico de diferentes colores como materiales de revestimiento para explorar los efectos sobre el crecimiento de hortalizas de hoja y plantas de follaje.
El documento más famoso sobre la relación entre la calidad de la luz y el desarrollo de las plantas es "Photomorphogenesis in Plants" de R. E. Kendrick y G. H. M. Kronenberg (1986, Martinus Nijhoff Publishers). La información es la siguiente:
El impacto del rango espectral en la fisiología de las plantas
280 ~ 315 nm tiene poco efecto en la morfología y los procesos fisiológicos.
La clorofila se absorbe menos a 315 ~ 400 nm, lo que afecta al efecto fotoperiódico y dificulta el alargamiento del tallo.
La clorofila y los carotenoides tienen la tasa de absorción más alta a 400 ~ 520 nm (azul) y tienen el mayor impacto en la fotosíntesis.
La tasa de absorción de los pigmentos de 520 ~ 610 nm no es alta.
La clorofila de 610 ~ 720 nm (roja) tiene una baja tasa de absorción y tiene un impacto significativo en la fotosíntesis y el efecto fotoperiódico.
La tasa de absorción a 720 ~ 1000 nm es baja, estimulando el alargamiento celular y afectando la floración y germinación de las semillas.
> > 1000nm genera calor.
En la edición de julio de 2004 (2) de "Flower Technology", había un artículo que analizaba el impacto del color de la luz en la fotosíntesis. El autor es el Sr. Harry Steagall. El subtítulo del artículo indica que generalmente se cree que el color de la luz tiene diferentes efectos en la fotosíntesis. De hecho, no existe diferencia en la influencia del color de la luz durante el proceso de fotosíntesis, por lo que utilizar todo el espectro es más beneficioso para el desarrollo de las plantas.
Las plantas tienen una sensibilidad al espectro luminoso diferente a la del ojo humano. El espectro más sensible del ojo humano es el de 555 nm, que se sitúa entre la luz amarilla y la luz verde. Es menos sensible a la luz azul y roja. Las plantas son más sensibles al espectro de luz roja y menos sensibles a la luz verde, pero la diferencia de sensibilidad no es tan grande como la del ojo humano. La región más sensible del espectro para las plantas es de 400 a 700 nm. Este espectro a menudo se denomina región de energía efectiva para la fotosíntesis. Alrededor del 45% de la energía de la luz solar se encuentra en este espectro. Por lo tanto, si se utilizan fuentes de luz artificiales para complementar la cantidad de luz, la distribución espectral de la fuente de luz también debería estar cerca de este rango.
La energía de los fotones emitidos por una fuente de luz varía con la longitud de onda. Por ejemplo, la energía de una longitud de onda de 400 nanómetros (luz azul) es 1,75 veces la de 700 nanómetros (luz roja). Pero para la fotosíntesis, ambas longitudes de onda funcionan de la misma manera.
El exceso de energía en el espectro azul que no se puede utilizar para la fotosíntesis se convierte en calor. En otras palabras, la tasa fotosintética de las plantas está determinada por la cantidad de fotones que la planta puede absorber en el rango de 400-700 nm, y no tiene nada que ver con la cantidad de fotones emitidos por cada espectro. Sin embargo, generalmente se cree que el color de la luz afecta la tasa de fotosíntesis. Las plantas tienen diferentes sensibilidades a todos los espectros de luz. Esta razón se debe a la especial capacidad de las hojas para absorber pigmentos. Entre ellos, la clorofila es la más conocida. Pero la clorofila no es el único pigmento útil en la fotosíntesis. Otros pigmentos también participan en la fotosíntesis, por lo que la eficiencia fotosintética no puede considerar únicamente el espectro de absorción de la clorofila.
Las diferencias en las vías de fotosíntesis también son independientes del color. La energía luminosa es absorbida por la clorofila y el caroteno de las hojas. La energía se convierte en glucosa y oxígeno fijando agua y dióxido de carbono a través de dos sistemas fotosintéticos. Este proceso utiliza todo el espectro de luz visible, por lo que fuentes de luz de varios colores tienen casi el mismo efecto en la fotosíntesis.
Algunos investigadores creen que la parte de luz naranja tiene la mayor capacidad fotosintética. Pero esto no significa que las plantas deban cultivarse bajo esta fuente de luz monocromática. Para el desarrollo morfológico y el color de las hojas de las plantas, éstas deben recibir una variedad de fuentes de luz equilibradas.
La luz azul (400~500nm) es muy importante para la diferenciación de las plantas y la regulación estomática. Si no hay suficiente luz azul y demasiada luz roja lejana, los tallos crecerán excesivamente y las hojas se volverán amarillas fácilmente. Cuando la relación entre la energía del espectro de luz roja (655 ~ 665 nm) y la energía del espectro de luz roja lejana (725 ~ 735 nm) está entre 1,0 y 1,2, el desarrollo de la planta será positivo. Pero cada planta tiene una sensibilidad diferente a estas proporciones espectrales.
Las lámparas de sodio de alta presión se utilizan habitualmente como fuente de luz artificial en invernaderos. Tomemos como ejemplo la fuente de luz Philips Master SON-TPIA, tiene la energía más alta en la región del espectro naranja. La energía de la luz infrarroja lejana no es alta, por lo que la relación de energía entre la luz roja y la luz roja lejana es superior a 2,0. Sin embargo, debido a que todavía hay luz solar natural en el invernadero, las plantas no se acortan. (Si esta fuente de luz se utiliza en una caja de crecimiento, puede tener un impacto).
En la luz solar natural, la energía de la luz azul representa el 20 %. Para fuentes de luz artificial, no se requiere una relación tan alta. Para las plantas normales, la mayoría de las plantas sólo necesitan el 6% de la energía de la luz azul en el rango de 400~700 nm. Bajo la luz solar natural, hay suficiente energía de luz azul. Por lo tanto, las fuentes de luz artificial no necesitan complementar más espectro de luz azul. Pero cuando las fuentes de luz natural son insuficientes (como en el invierno), las fuentes de luz artificial necesitan aumentar la energía de la luz azul; de lo contrario, las fuentes de luz azul se convertirán en un factor limitante para el crecimiento de las plantas. Pero si no utiliza el método de mejora de la fuente de luz, todavía existen otras formas de solucionar el problema de la fuente de luz insuficiente. Los ejemplos incluyen la regulación de la temperatura o la administración de la hormona del crecimiento.
(Posdata):
Los resultados de la investigación del laboratorio BSE sobre la relación entre la fuente de luz y el desarrollo de las plántulas del cultivo de tejidos vegetales tienen dos conclusiones similares a las de este artículo:
1. El color de la fuente de luz no afecta la tasa de fotosíntesis, por lo que no afecta el peso fresco o seco. Los principales factores que afectan la tasa de fotosíntesis siguen siendo la cantidad de luz y la temperatura.
En segundo lugar, la calidad de la luz afecta la morfología de las plántulas de cultivo de tejidos, como la longitud de la semilla (altura de la plántula) de las plántulas de cultivo de tejidos, el contenido de clorofila de las hojas, la proporción de materiales subterráneos a materiales subterráneos, etc. (Chen Jiazhong, Laboratorio de Ingeniería de Biosistemas, Universidad Nacional Chung Hsing)
Materiales de referencia:
Ventana de ciencia y tecnología/Flores, paisajismo y hortalizas Exposición de horticultura de Yunnan
Fotosíntesis
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La fotosíntesis es el proceso mediante el cual las plantas, algas y algunas bacterias se exponen a la luz visible. luz Un proceso bioquímico que utiliza clorofila para convertir el dióxido de carbono y el agua en glucosa y liberar oxígeno. Las plantas son conocidas como productoras de la cadena alimentaria porque pueden producir materia orgánica a partir de materia inorgánica y almacenar energía mediante la fotosíntesis. Al comer, los consumidores de la cadena alimentaria pueden absorber la energía almacenada por las plantas con una eficiencia de alrededor del 30%. Para casi todas las criaturas del mundo biológico, este proceso es clave para su supervivencia. La fotosíntesis es la parte más importante del ciclo del carbono y el oxígeno de la Tierra.
Índice[Ocultar]
1 Descubrimiento de la fotosíntesis
Principio 2
2.1 Reacción a la luz y reacción a la oscuridad
2.1.1 Reacción a la luz
2.1.2 Reacción a la oscuridad
2.1.2.1 Plantas C3
2.1.2.1.1 Ciclo de Calvin
2.1.2.2 Fábrica C4
Consulte 2.1.2.2.1 para obtener más detalles.
2.1.2.3 Metabolismo del ácido crasuláceo en plantas
Fotosíntesis de algas y bacterias
4 Importancia de la investigación
5 enlaces
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El descubrimiento de la fotosíntesis
El antiguo filósofo griego Aristóteles creía que todos los materiales necesarios para el crecimiento de las plantas procedían del suelo.
El holandés Van Ermont realizó un experimento de pesaje con sauces en macetas y concluyó que el peso de la planta proviene principalmente del agua y no del suelo. No se dio cuenta de que las sustancias del aire participaban en la formación de materia orgánica.
En 1771, Priestley en Inglaterra descubrió que las plantas podían restaurar el aire "mal" causado por la quema de velas.
En 1773, Innhaus en los Países Bajos demostró que sólo las partes verdes de las plantas pueden mejorar el aire cuando se exponen a la luz.
De 65438 a 0804, Saussure en Suiza confirmó además que el dióxido de carbono y el agua son las materias primas para el crecimiento de las plantas a través de investigaciones cuantitativas.
En 1845, Meyer de Alemania descubrió que las plantas convierten la energía solar en energía química.
En 1864, el alemán Sachs descubrió que la fotosíntesis produce almidón.
En 1880, el estadounidense Engelmann descubrió que los cloroplastos son el lugar de la fotosíntesis.
En 1897 se llamó por primera vez en los libros de texto fotosíntesis.
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Principios
A diferencia de los animales, las plantas no tienen un sistema digestivo y deben depender de otras formas de absorber nutrientes. Son los llamados autótrofos. En el caso de las plantas verdes, en los días soleados, utilizarán la energía de la luz solar para realizar la fotosíntesis y obtener los nutrientes necesarios para su crecimiento y desarrollo.
Los actores clave en este proceso son los cloroplastos internos. Bajo la influencia de la luz solar, los cloroplastos convierten el dióxido de carbono que entra a las hojas a través de los estomas y el agua absorbida por las raíces en glucosa, y al mismo tiempo liberan oxígeno;
12H2O+6 CO2+Luz→ C6H12O6 (glucosa)+6O2 ↑+ 6H2O
Nota:
El agua en ambos lados del signo igual en la fórmula 1 anterior no se puede cancelar, aunque la fórmula es muy especial en química. . La razón es que el agua de la izquierda es absorbida por las plantas y utilizada para crear oxígeno y proporcionar electrones e iones de hidrógeno. Los átomos de oxígeno de la molécula de agua de la derecha provienen del dióxido de carbono. Para expresar más claramente el proceso inicial de este producto de materia prima, la gente está más acostumbrada a escribir moléculas de agua en los lados izquierdo y derecho del signo igual, o a poner un asterisco en la esquina superior derecha de la molécula de agua.
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Reacción luminosa y reacción oscura
La fotosíntesis se puede dividir en dos pasos: reacción luminosa y reacción oscura.
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Fotorreacción
Fondo: membrana de cloroplasto
Factores que influyen: intensidad de la luz, suministro de agua
Dos picos de absorción de la fotosíntesis de las plantas
El proceso de pico de absorción de la clorofila a y la clorofila b: dos conjuntos de sistemas fotosintéticos en la membrana del cloroplasto: el sistema fotosintético I y el sistema fotosintético II. (El sistema fotosintético I es más primitivo que el sistema fotosintético II, pero la transferencia de electrones comienza primero). Bajo la luz, se absorben fotones con longitudes de onda de 680 nm y 700 nm respectivamente y, como energía, los electrones obtenidos de la trayectoria de la luz de fotólisis de las moléculas de agua continúan transfiriéndose. , en última instancia, a la coenzima NADP. Debido a las diferentes concentraciones, los iones de hidrógeno obtenidos por fotólisis del agua se mueven hacia afuera desde el tilacoide a la matriz a través del complejo proteico en la membrana del tilacoide. La energía potencial entre los dos se reduce y se utiliza para sintetizar ATP de reacción oscura. En este momento, los iones de hidrógeno con energía potencial reducida son eliminados por el portador de hidrógeno NADP. Una molécula de NADP puede transportar dos iones de hidrógeno. Este ion NADPH+H actúa como agente reductor en la reacción oscura.
Significado: 1: Fotólisis del agua para producir oxígeno. 2. Convertir la energía luminosa en energía química para generar ATP, que proporciona energía para reacciones oscuras. 3. Los iones NADPH+H se sintetizan a partir de iones de hidrógeno, producto de la fotólisis del agua, y proporcionan agentes reductores para la reacción oscura.
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Reacción de fijación de carbono/reacción independiente de la luz/reacción de asimilación de carbono
Esencialmente, es una serie de reacciones enzimáticas.
Medio ambiente: matriz de cloroplasto
Factores que influyen: temperatura, concentración de dióxido de carbono
Proceso: diferentes plantas tienen diferentes procesos de reacción oscura y las estructuras anatómicas de las hojas son también diferente. Este es el resultado de la adaptación de las plantas a su entorno. Las reacciones oscuras se pueden dividir en tres tipos: C3, C4 y CAM.
Estos tres tipos se dividen según el proceso de fijación del dióxido de carbono.
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C3 Factory
Después de la Segunda Guerra Mundial, Marvin Calvin y sus colegas de la Universidad de California, Berkeley, estudiaron un método llamado Las algas Chlorella para determinar cómo las plantas fijan el dióxido de carbono durante la fotosíntesis. En ese momento, la tecnología de rastreo C14 y la tecnología de cromatografía en papel bidireccional habían madurado, y Calvin utilizó estas dos tecnologías en sus experimentos.
Pusieron las algas cultivadas en un recipiente sellado lleno de CO2 sin etiquetar y luego inyectaron CO2 etiquetado con C14 en el recipiente. Después de un breve período de cultivo, sumergieron las algas en etanol caliente para matar las células y desnaturalizar las enzimas de las células. Luego extrajeron las moléculas de la solución. Luego, los extractos se separaron mediante cromatografía en papel bidimensional y las manchas radiactivas se analizaron mediante autorradiografía y se compararon con una composición química conocida.
Calvin descubrió en el experimento que el CO2 marcado con C14 se puede convertir rápidamente en materia orgánica. En cuestión de segundos, aparecieron manchas radiactivas en el papel de cromatografía. Entre otras sustancias químicas, el componente químico de las manchas es el 3-fosfoglicerato (PGA), un producto intermedio de la glucólisis. El producto de esta primera extracción es una molécula de tres carbonos, por lo que esta vía de fijación de CO2 se denomina vía C3, y las plantas que fijan CO2 a través de esta vía se denominan plantas C3. Investigaciones posteriores también encontraron que la fijación de CO2 en la vía C3 es un proceso cíclico, que se denomina ciclo C3. Este ciclo también se llama ciclo de Calvin.
En las plantas C3, como el arroz y el trigo, el dióxido de carbono pasa por los estomas, es decir, detrás de las hojas, y entra directamente en el mesófilo para sufrir el ciclo de Calvin. Sin embargo, las células de la vaina del haz de las plantas C3 son muy pequeñas y contienen pocos o ningún cloroplasto, por lo que el ciclo de Calvin no ocurre aquí.
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Ciclo de Calvin
El ciclo de Calvin es parte de la reacción oscura de la fotosíntesis. El sitio de reacción es la matriz del cloroplasto. Este ciclo se puede dividir en tres etapas: carboxilación, reducción y regeneración de rubp. La mayoría de las plantas toman una molécula de dióxido de carbono y la integran en el segundo átomo de carbono de la molécula de pentasacárido 1,5-RuBP (RUBP) a través de una enzima llamada RuBP carboxilasa. Este proceso se llama fijación de dióxido de carbono. La importancia de esta reacción es activar moléculas de dióxido de carbono originalmente inactivas para su posterior reducción. Pero este compuesto de seis carbonos es extremadamente inestable e inmediatamente se descompondrá en dos moléculas del compuesto de tres carbonos 3-fosfoglicerato. Este último es reducido por el NADPH+H producido en la reacción luminosa, que requiere el consumo de ATP. El producto es triosa 3-fosfato. Posteriormente, tras una serie de reacciones bioquímicas complejas, un átomo de carbono se utiliza para sintetizar glucosa y salir del ciclo. Los cinco átomos de carbono restantes sufren una serie de cambios, generando finalmente un 1,5-rubp, y el ciclo comienza de nuevo. Realiza un ciclo seis veces para producir una molécula de glucosa.
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C4 Factory
En la década de 1960, los científicos australianos Hatch y Slack descubrieron que las plantas verdes tropicales como el maíz y la caña de azúcar son como otras Plantas verdes. Existe el ciclo de Calvin, y el CO2 se fijó por primera vez de una manera especial. Esta ruta también se conoce como ruta floja de escotilla.
Las plantas C4 son principalmente plantas que viven en zonas áridas y tropicales. En este entorno, si las plantas abren sus estomas durante mucho tiempo para absorber dióxido de carbono, provocarán una rápida pérdida de agua por transpiración. Por lo tanto, las plantas sólo pueden abrir sus estomas durante un corto período de tiempo y la ingesta de dióxido de carbono será inevitablemente menor. Las plantas deben utilizar esta pequeña cantidad de dióxido de carbono para la fotosíntesis y así sintetizar las sustancias que necesitan para su propio crecimiento.
Los haces vasculares de las plantas C4 están rodeados por vainas de haces vasculares, que están compuestos por cloroplastos, pero no hay grana ni anomalías del desarrollo. Aquí lo principal es el ciclo de Calvin.
Sus células del mesófilo contienen una enzima única, la fosfoenolpiruvato carbono oxidasa, que permite asimilar el dióxido de carbono por un compuesto de tres carbonos, el fosfoenolpiruvato, formando un compuesto de cuatro carbonos, oxalacetato, de donde proviene el nombre. de este tipo de reacción oscura proviene. Después de que este oxaloacetato se convierte en ácido málico, ingresa a la vaina del haz vascular, que se descompone para liberar dióxido de carbono y una molécula de piruvato. Después de que el dióxido de carbono ingresa al ciclo de Calvin, pasa por el proceso C3. El piruvato volverá a sintetizar fosfoenolpiruvato, consumiendo ATP.
La ventaja de este tipo es que la eficiencia de fijación de dióxido de carbono es mucho mayor que la del C3, lo que resulta beneficioso para el crecimiento de las plantas en ambientes áridos.
El almidón obtenido por la fotosíntesis de las plantas C3 se almacenará en las células del mesófilo porque este es el sitio del ciclo de Calvin y las células de la vaina del haz no contienen cloroplastos. El almidón en las plantas C4 se almacena en haces de células de la vaina, donde ocurre el ciclo de Calvin de las plantas C4.
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Consultar para más detalles.
Planta C4
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Plantas Metabolismo del Ácido Crasuláceo
Metabolismo del Ácido Crasuláceo (CAM): Si hablamos de plantas C4 Si la fijación del dióxido de carbono y el ciclo de Calvin están escalonados en el espacio, el ciclo del ácido crasulánico también lo está en el tiempo. Las plantas que utilizan este método son aquellas con hojas hinchadas y carnosas, como la piña. Estas plantas abren sus estomas por la noche para absorber dióxido de carbono y también fijarlo mediante la vía de incubación-relajación. Los poros se cierran por la mañana para evitar una pérdida excesiva de humedad. Al mismo tiempo, las células del mesófilo inician el ciclo Kelvin. Estas plantas también son muy eficientes para fijar dióxido de carbono.
Para más detalles, consulte: Plantas Metabolizadoras de Ácidos de Sedum.
Importancia: La inmovilización del dióxido de carbono aumenta la actividad química del dióxido de carbono químicamente inactivo, reduciéndose así y finalmente sintetizando glucosa.
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Fotosíntesis de algas y bacterias
Las algas eucariotas, como las algas rojas, las algas verdes y las algas pardas, tienen cloroplastos como las plantas y Puede producir oxígeno para la fotosíntesis. La clorofila absorbe la luz y muchas algas tienen otros pigmentos diferentes en sus cloroplastos que les dan diferentes colores.
Las bacterias fotosintéticas no tienen cloroplastos, sino que la llevan a cabo directamente las propias células. Las cianobacterias (o "cianobacterias"), que son procariotas, también contienen clorofila que, al igual que los cloroplastos, produce oxígeno y fotosíntesis. De hecho, generalmente se cree que los cloroplastos evolucionaron a partir de cianobacterias. Otras bacterias fotosintéticas tienen una variedad de pigmentos llamados bacterioclorofilas o bacteriocinas, pero no oxidan el agua para producir oxígeno, utilizando otras sustancias (como el sulfuro de hidrógeno, el azufre o el hidrógeno) como donadores de electrones. Las bacterias fotosintéticas anoxigénicas incluyen bacterias púrpuras de azufre, bacterias púrpuras sin azufre, bacterias verdes de azufre, bacterias verdes sin azufre y bacterias solares.
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Importancia de la investigación
El estudio de la fotosíntesis tiene un papel rector fundamental en la producción agrícola, la protección del medio ambiente y otros campos. Comprender los factores que influyen en las reacciones de luz y oscuridad puede generar ventajas y evitar desventajas, como la construcción de invernaderos para acelerar la circulación del aire y así aumentar el rendimiento de los cultivos. Se entiende que la rubp carboxilasa tiene una naturaleza dual, es decir, cataliza la fotosíntesis y promueve la fotorrespiración. Intentan modificarlo para reducir estos últimos, evitar consumir materia orgánica y energía y aumentar el rendimiento de los cultivos.
Cuando comprendamos la relación entre la fotosíntesis y la respiración de las plantas, las personas podrán decorar mejor las plantas de su hogar. Por ejemplo, no coloque plantas adentro por la noche para evitar la respiración de las plantas, lo que reducirá la concentración de oxígeno en el interior.
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Interconexión
/wljc/xbs wx/8/experiment/experiment_ 08. htm
Tres categorías A comparación simple de plantas
De "blog.org/wiki/% E5 % 85% 89% E5 % 90% 88% E4 % BD % 9c % E7 % 94% A8.
>Porque la fotosíntesis ocurre principalmente en los cloroplastos, y la clorofila en los cloroplastos es el principal pigmento involucrado en la fotosíntesis. Hay iones de magnesio en la clorofila, que * * * están compuestos de anillos de porfirina.
Por supuesto, la fotosíntesis. Es una serie de procesos, las condiciones de amortiguación en la célula, los grupos auxiliares de enzimas, etc., todos requieren la participación de elementos minerales.
Por lo que se puede decir que la fotosíntesis se ve afectada por elementos minerales. /p>
La respuesta es que tanto la reacción de luz como la reacción de oscuridad requieren la participación de enzimas
La clorofila puede salir del mesófilo para realizar la fotosíntesis
bSi la temperatura es demasiado baja. , la enzima estará inactiva y no se podrá realizar la fotosíntesis.
CADP - ATP es el producto de la reacción de la oscuridad, no de la reacción de la luz.