BANAYAD NA YUGTO NG FOTOSINTESIS: MEKANISMO AT PRODUKTO - BIOLOGY - 2026

Ang light phase ng fotosintesis ay bahagi ng proseso ng fotosintesis na nangangailangan ng pagkakaroon ng ilaw. Kaya, sinimulan ng ilaw ang mga reaksyon na nagreresulta sa pagbabago ng bahagi ng ilaw na enerhiya sa enerhiya ng kemikal.

Ang mga reaksyon ng biochemical ay nangyayari sa chloroplast thylakoids, kung saan natagpuan ang mga photosynthetic pigment na nasasabik sa liwanag. Ito ay mga kloropila a, kloropila b, at carotenoids.

Banayad na yugto at madilim na yugto. Maulucioni, mula sa Wikimedia Commons

Maraming mga elemento ang kinakailangan para maganap ang mga reaksyon na umaasa sa ilaw. Ang isang ilaw na mapagkukunan sa loob ng nakikitang spectrum ay kinakailangan. Gayundin, ang pagkakaroon ng tubig ay kinakailangan.

Ang dulo ng produkto ng light phase ng fotosintesis ay ang pagbuo ng ATP (adenosine triphosphate) at NADPH (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate). Ang mga molekulang ito ay ginagamit bilang isang mapagkukunan ng enerhiya para sa pag-aayos ng CO ₂ sa madilim na yugto. Gayundin, sa panahong ito, ang O ₂ ay pinakawalan , isang produkto ng pagkasira ng H ₂ O molekula .

Mga Kinakailangan

Upang ang mga reaksyon na nakasalalay sa ilaw ay magaganap, ang pag-unawa sa mga katangian ng ilaw ay kinakailangan. Gayundin, kinakailangan upang malaman ang istraktura ng mga pigment na kasangkot.

Ang liwanag

Ang ilaw ay may parehong mga pag-aari ng alon at butil. Ang enerhiya ay dumarating sa Earth mula sa araw sa anyo ng mga alon ng iba't ibang haba, na kilala bilang electromagnetic spectrum.

Halos 40% ng ilaw na umaabot sa planeta ang nakikitang ilaw. Ito ay matatagpuan sa mga daluyong sa pagitan ng 380-760 nm. Kasama dito ang lahat ng mga kulay ng bahaghari, bawat isa ay may katangian na haba ng haba.

Ang pinaka mahusay na haba ng daluyong para sa fotosintesis ay ang mga mula sa lila sa asul (380-470 nm) at mula sa pula-orange hanggang pula (650-780 nm).

Ang ilaw ay mayroon ding mga pag-aari ng butil. Ang mga particle na ito ay tinatawag na mga photon at nauugnay ito sa isang tiyak na haba ng haba. Ang enerhiya ng bawat photon ay inversely proporsyonal sa haba ng haba nito. Ang mas maikli ang haba ng daluyong, mas mataas ang enerhiya.

Kapag ang isang molekula ay sumisipsip ng isang photon ng light energy, ang isa sa mga electron nito ay pinalakas. Ang elektron ay maaaring mag-iwan ng atom at matatanggap ng isang molekulang tumanggap. Ang prosesong ito ay nangyayari sa light phase ng fotosintesis.

Mga pigment

Sa thylakoid lamad (istraktura ng chloroplast) mayroong iba't ibang mga pigment na may kakayahang sumipsip ng nakikitang ilaw. Ang iba't ibang mga pigment ay sumisipsip ng iba't ibang mga haba ng haba. Ang mga pigment na ito ay chlorophyll, carotenoids, at phycobilins.

Binibigyan ng mga carotenoid ang dilaw at orange na kulay na naroroon sa mga halaman. Ang mga phycobilins ay matatagpuan sa cyanobacteria at pulang algae.

Ang Chlorophyll ay itinuturing na pangunahing photosynthetic pigment. Ang molekula na ito ay may isang mahabang hydrophobic hydrocarbon tail, na pinapanatili itong nakadikit sa thylakoid membrane. Bilang karagdagan, mayroon itong singsing na porphyrin na naglalaman ng isang atom ng magnesium. Ang magaan na enerhiya ay nasisipsip sa singsing na ito.

Mayroong iba't ibang mga uri ng chlorophyll. Ang Chlorophyll a ay ang pigment na pinaka direktang namamagitan sa mga light reaksyon. Ang chlorlorll b ay sumisipsip ng ilaw sa ibang haba ng haba at inililipat ang enerhiya na ito sa kloropila

Sa chloroplast, humigit-kumulang na tatlong beses na higit na chlorophyll a ay matatagpuan kaysa sa chlorophyll b.

Mekanismo

-Photosystem

Ang mga molekula ng kloropila at ang iba pang mga pigment ay isinaayos sa loob ng thylakoid sa mga yunit ng potosintetik.

Ang bawat yunit ng photosynthetic ay binubuo ng 200-300 chlorophyll isang molekula, maliit na halaga ng chlorophyll b, carotenoids, at protina. May isang lugar na tinatawag na reaksyon center, na siyang site na gumagamit ng magaan na enerhiya.

Larawan: Banayad na yugto ng fotosintesis. May-akda: Somepics. https://es.m.wikipedia.org/wiki/File:Thylakoid_membrane_3.svg

Ang iba pang mga pigment na naroroon ay tinatawag na mga antena complex. Mayroon silang function ng pagkuha at pagdaan ng ilaw sa reaksyon center.

Mayroong dalawang uri ng mga yunit ng photosynthetic, na tinatawag na mga photosystem. Nagkaiba sila sa kanilang mga reaksyon center ay nauugnay sa iba't ibang mga protina. Nagdudulot sila ng isang bahagyang paglipat sa kanilang pagsipsip ng spectra.

Sa photosystem ko, ang chlorophyll na nauugnay sa reaksyon ng sentro ay may isang rurok ng pagsipsip na 700 nm (P ₇₀₀ ). Sa photosystem II ang peak ng pagsipsip ay nangyayari sa 680 nm (P ₆₈₀ ).

-Photolysis

Sa panahon ng prosesong ito ang pagbagsak ng molekula ng tubig ay nangyayari. Nakikilahok ang Photosystem II. Ang isang photon ng ilaw ay tumama sa P _{680 na} molekula at nagtutulak ng isang elektron sa isang mas mataas na antas ng enerhiya.

Ang nasasabik na mga electron ay natanggap ng isang molekula ng pheophytin, na kung saan ay isang tagapamagitan na tumatanggap. Kasunod nito, tinatawid nila ang thylakoid lamad kung saan tinatanggap sila ng isang molekulang plastoquinone. Ang mga electron ay sa wakas ay inilipat sa P ₇₀₀ ng photosystem I.

Ang mga electron na binigay ng P ₆₈₀ ay pinalitan ng iba mula sa tubig. Ang isang protina na naglalaman ng mangganeso (protina Z) ay kinakailangan upang masira ang molekula ng tubig.

Kapag nasira ang H ₂ O, dalawang proton (H ⁺ ) at oxygen ang pinakawalan. Ang dalawang molekula ng tubig ay kinakailangan na mai-clear para sa isang molekula ng O _{2 na ilalabas} .

-Photophosphorylation

Mayroong dalawang uri ng photophosphorylation, depende sa direksyon ng daloy ng elektron.

Non-cyclic photophosphorylation

Ang parehong photosystem I at II ay kasangkot dito. Ito ay tinatawag na di-paikot dahil ang daloy ng mga electron ay pumupunta sa isang direksyon lamang.

Kapag ang paggulo ng mga molekula ng kloropila ay nangyayari, ang mga elektron ay lumilipat sa pamamagitan ng isang chain ng transportasyon ng elektron.

Nagsisimula ito sa photosystem I kapag ang isang photon ng ilaw ay nasisipsip ng isang molekulang P ₇₀₀ . Ang nasasabik na elektron ay inilipat sa isang pangunahing tumanggap (Fe-S) na naglalaman ng iron at sulfide.

Pagkatapos ay nagpapatuloy ito sa isang molekula ng ferredoxin. Kasunod nito, ang elektron ay pupunta sa isang molekula ng transportasyon (FAD). Nagbibigay ito sa isang molekula ng NADP ⁺ na binabawasan ito sa NADPH.

Ang mga electron na inilipat ng photosystem II sa photolysis ay papalit sa mga inilipat ng P ₇₀₀ . Nangyayari ito sa pamamagitan ng isang chain chain na binubuo ng mga pigment na naglalaman ng bakal (cytochromes). Bilang karagdagan, ang mga plastocyanins (protina na mayroong tanso) ay kasangkot.

Sa prosesong ito, ang parehong mga molekula ng NADPH at ATP ay ginawa. Para sa pagbuo ng ATP, ang enzyme na ATPsyntetase ay namamagitan.

Cyclic photophosphorylation

Nangyayari lamang ito sa photosystem I. Kapag natutuwa ang mga molekula ng sentro ng reaksyon ng P ₇₀₀ , ang mga electron ay natanggap ng isang molekulang P ₄₃₀ .

Kasunod nito, ang mga electron ay nakasama sa transport chain sa pagitan ng dalawang photosystem. Sa proseso ang mga molekula ng ATP. Hindi tulad ng di-paikot na photophosphorylation, ang NADPH ay hindi ginawa at ang O ₂ ay hindi pinakawalan .

Sa pagtatapos ng proseso ng transportasyon ng elektron, bumalik sila sa sentro ng reaksyon ng photosystem I. Para sa kadahilanang ito, tinawag itong cyclic photophosphorylation.

Pangwakas na mga produkto

Sa pagtatapos ng light phase, ang O ₂ ay pinakawalan sa kapaligiran bilang isang by-product ng photolysis. Ang oxygen na ito ay lumabas sa kapaligiran at ginagamit sa paghinga ng mga aerobic organismo.

Ang isa pang end product ng light phase ay ang NADPH, isang coenzyme (bahagi ng isang hindi protina na enzyme) na makikilahok sa pag-aayos ng CO _{2 sa} panahon ng ikot ng Calvin (madilim na yugto ng fotosintesis).

Ang ATP ay isang nucleotide na ginamit upang makuha ang kinakailangang enerhiya na kinakailangan sa metabolic process ng mga nabubuhay na nilalang. Ito ay natupok sa synthesis ng glucose.

Mga Sanggunian

1. Petroutsos D. R Tokutsu, S Maruyama, S Flori, Isang Greiner, L Magneschi, L Cusant, T Kottke. M Mittag, P Hegemann, G Finazzi at J Minagaza (2016) Ang isang asul na ilaw na photoreceptor ay nagpapagitna sa regulasyon ng feedback ng fotosintesis. Kalikasan 537: 563-566.
2. Salisbury F at C Ross (1994) Plant Physiology. Grupo ng Editorial Iberoamérica. Mexico DF. 759 p.
3. Solomon E, L Berg at D Martín (1999) Biology. Ikalimang edisyon. Mga Editor ng MGraw-Hill Interamericana. Mexico DF. 1237 p.
4. Stearn K (1997) Introduksyon ng biology ng halaman. WC Brown Publisher. USES. 570 p.
5. Ang Yamori W, T Shikanai at A Makino (2015) Photosystem I cyclic elektron daloy sa pamamagitan ng chloroplast NADH dehydrogenase-tulad ng kumplikadong gumaganap ng isang pisyolohikal na papel para sa potosintesis sa mababang ilaw. Ulat sa Siyensya ng Kalikasan 5: 1-12.