Pha tối của đặc điểm, cơ chế và sản phẩm quang hợp

các giai đoạn tối của quang hợp là quá trình sinh hóa thông qua đó các chất hữu cơ (dựa trên carbon) thu được từ các chất vô cơ. Nó còn được gọi là giai đoạn cố định carbon hoặc chu trình Calvin-Benson. Quá trình này xảy ra trong stroma lục lạp.

Trong pha tối, nguồn năng lượng hóa học được phân phối bởi những sản phẩm được tạo ra trong pha sáng. Những sản phẩm này là những phân tử nguồn năng lượng ATP ( adenosine triphosphate ) và NADPH ( chất mang điện tử khử ).

Nguyên liệu thô cơ bản cho quá trình trong pha tối là carbon, thu được từ carbon dioxide. Sản phẩm cuối cùng là carbohydrate đơn giản hoặc đường. Các hợp chất carbon thu được, là cơ sở cơ bản của các cấu trúc hữu cơ của sinh vật sống.

Chỉ số

• 1 Đặc điểm chung
• 2 cơ chế
  • 2.1 Chu trình Calvin-Benson
  • 2.2 -Các chất chuyển hóa quang hợp khác
• 3 sản phẩm cuối cùng
• 4 tài liệu tham khảo

Đặc điểm chung

Giai đoạn quang hợp này được gọi là tối vì nó không cần sự tham gia trực tiếp của ánh sáng mặt trời để tăng trưởng nó. Chu kỳ này xảy ra trong ngày .Pha tối tăng trưởng đa phần ở tầng lục lạp ở hầu hết những sinh vật quang hợp. Stroma là ma trận lấp đầy khoang bên trong của lục lạp xung quanh mạng lưới hệ thống thylakoid ( nơi thực thi pha phát sáng ) .Các enzyme thiết yếu cho pha tối xảy ra được tìm thấy trong stroma. Các enzyme quan trọng nhất là rubisco ( ribulose bisphosphate carboxylase / oxyase ), protein đa dạng chủng loại nhất, chiếm từ 20 đến 40 % của tổng thể những protein hòa tan hiện có.

Cơ chế

Cacbon cần cho quy trình ở dạng CO2 ( carbon dioxide ) trong môi trường tự nhiên. Trong trường hợp tảo và vi trùng lam CO2 nó bị hòa tan trong nước bao quanh chúng. Trong trường hợp thực vật, CO2 đến những tế bào quang hợp trải qua khí khổng ( tế bào biểu bì ) .

-Chu kỳ Calvin-Benson

Chu trình này có 1 số ít phản ứng :

Phản ứng ban đầu

CO2 nó được cố định và thắt chặt trong một hợp chất đồng ý năm carbon ( ribulose 1,5 – bisphosphate hoặc RuBP ). Quá trình này được xúc tác bởi enzyme rubisco. Hợp chất thu được là một phân tử sáu carbon. Nó phá vỡ nhanh gọn và tạo thành hai hợp chất của ba nguyên tử cacbon mỗi ( 3 – phosphoglycerate hoặc 3PG ).

Quá trình thứ hai

Trong những phản ứng này, nguồn năng lượng được phân phối bởi ATP từ pha sáng được sử dụng. Phosphoryl hóa được thôi thúc bởi nguồn năng lượng của ATP và quy trình khử qua trung gian NADPH. Do đó, 3 – phosphoglycerate bị khử thành glyceraldehyd 3 – phosphate ( G3P ) .G3P là một loại đường phốt phát ba carbon, còn được gọi là triose phosphate. Chỉ một phần sáu glyceraldehyd 3 – phosphate ( G3P ) được chuyển thành đường như một sản phẩm của quy trình .Sự trao đổi chất quang hợp này được gọi là C3, chính bới sản phẩm cơ bản bạn nhận được là đường ba carbon .

Quá trình cuối cùng

Các bộ phận của G3P không được chuyển hóa thành đường, được giải quyết và xử lý để tạo thành ribulose monophosphate ( RuMP ). RuMP là một sản phẩm trung gian được chuyển thành ribulose 1,5 – bisphosphate ( RuBP ). Bằng cách này, người đồng ý CO được phục hồi2 và quy trình Kelvin-Benson đóng cửa .Trong tổng số RuBP được sản xuất trong chu kỳ luân hồi trong một chiếc lá nổi bật, chỉ có một phần ba trở thành tinh bột. Polysacarit này được tàng trữ trong lục lạp như một nguồn glucose .

Một phần khác được chuyển thành sucrose (một disacarit) và vận chuyển đến các cơ quan khác của cây. Sau đó, sucrose bị thủy phân để tạo thành monosacarit (glucose và fructose).

-Các chất chuyển hóa quang hợp khác

Trong điều kiện kèm theo thiên nhiên và môi trường đặc biệt quan trọng, quy trình quang hợp của cây đã tăng trưởng và trở nên hiệu suất cao hơn. Điều này đã dẫn đến sự Open của những con đường trao đổi chất khác nhau để thu được đường .

Chuyển hóa C4

Trong thiên nhiên và môi trường ấm cúng, khí khổng của lá được đóng lại vào ban ngày để tránh mất hơi nước. Do đó nồng độ CO2 trong lá giảm tương quan đến oxy ( O2 ). Enzim Rubisco có ái lực cơ chất kép : CO2 và O2 .Ở nồng độ CO thấp2 và O cao2, rubisco xúc tác ngưng tụ O2. Quá trình này được gọi là quang dẫn và làm giảm hiệu suất cao quang hợp. Để chống lại hiện tượng kỳ lạ quang dẫn, một số ít thực vật trong môi trường tự nhiên nhiệt đới gió mùa đã tăng trưởng một giải phẫu và sinh lý quang hợp đặc biệt quan trọng .Trong quy trình chuyển hóa C4, carbon được cố định và thắt chặt trong những tế bào trung mô và quy trình Calvin-Benson xảy ra trong những tế bào của vỏ chlorophylline. Cố định CO2 Nó xảy ra trong đêm. Nó không xảy ra trong những tế bào lục lạp, nhưng trong cytosol của những tế bào mesophilic. Cố định CO2 xảy ra bởi một phản ứng carboxyl hóa. Enzym xúc tác cho phản ứng là phosphoenolpyruvate carboxylase ( PEP-carboxylase ), không nhạy cảm với nồng độ CO thấp2 trong tế bào .Phân tử đồng ý CO2 Đó là axit photphoenolpyruvic ( PEPA ). Sản phẩm trung gian thu được là axit oxaloacetic hoặc oxaloacetate. Oxaloacetate bị khử thành malate ở một số ít loài thực vật hoặc aspartate ( một loại axit amin ) ở những loài khác .Sau đó, malate được chuyển đến những tế bào của vỏ quang hợp mạch máu. Ở đây nó được khử carboxyl hóa và pyruvate và CO được sản xuất2 .CO2 bước vào quy trình Calvin-Benson và phản ứng với Rubisco để tạo thành PGA. Về phần mình, pyruvate quay trở lại những tế bào trung mô nơi nó phản ứng với ATP để tái tạo chất nhận carbon dioxide .

Chuyển hóa CAM

Chuyển hóa axit của crasuláceas ( CAM viết tắt bằng tiếng Anh ) là một kế hoạch khác để cố định và thắt chặt CO2. Cơ chế này đã tăng trưởng độc lập trong những nhóm thực vật mọng nước khác nhau .Các nhà máy sản xuất CAM sử dụng cả con đường C3 và C4, giống như trong những nhà máy sản xuất C4. Nhưng sự phân tách của cả hai chất chuyển hóa là trong thời điểm tạm thời. CO2 nó được cố định và thắt chặt vào đêm hôm bởi hoạt động giải trí của PEP-carboxylase trong cytosol và oxaloacetate được hình thành. Oxaloacetate bị khử thành malate, được tàng trữ trong không bào dưới dạng axit malic .Sau đó, với sự xuất hiện của ánh sáng, axit malic được tịch thu từ không bào. Nó được khử carboxyl hóa và CO2 được chuyển đến RuBP của quy trình Calvin-Benson trong cùng một ô .Thực vật CAM có những tế bào quang hợp với không bào lớn nơi tàng trữ axit malic và lục lạp nơi CO2 thu được từ axit malic được chuyển thành carbohydrate .

Sản phẩm cuối cùng

Vào cuối giai đoạn tối của quang hợp, các loại đường khác nhau được tạo ra. Sucrose là một sản phẩm trung gian được huy động nhanh chóng từ lá đến các bộ phận khác của cây. Nó có thể được sử dụng trực tiếp để thu được glucose.

Tinh bột được sử dụng làm chất dự trữ. Nó hoàn toàn có thể tích góp trên lá hoặc được luân chuyển đến những cơ quan khác như thân và rễ. Ở đó, nó được duy trì cho đến khi nó được nhu yếu ở những bộ phận khác nhau của xí nghiệp sản xuất. Nó được tàng trữ trong những plastid đặc biệt quan trọng, được gọi là amyloplasts .Các sản phẩm thu được từ quy trình sinh hóa này rất quan trọng so với nhà máy sản xuất. Glucose được sản xuất được sử dụng làm nguồn carbon để tạo ra những hợp chất như axit amin, lipit, axit nucleic .Mặt khác, sản phẩm đường của pha tối được tạo ra đại diện thay mặt cho cơ sở của chuỗi thức ăn. Các hợp chất này đại diện thay mặt cho những gói nguồn năng lượng mặt trời chuyển thành nguồn năng lượng hóa học được sử dụng bởi tổng thể những sinh vật sống .

Tài liệu tham khảo

1. Alberts B, Bray D, Lewis J, Raff M, Roberts K và JD Watson (1993) Sinh học phân tử của tế bào. Ed 3 Ediciones Omega, S.A. 1387 p.
2. Purves WK, D Sadava, GH Orians và HC Heller (2003). Khoa học sinh học. Lần thứ 6 Sinauer Associates, Inc. và WH Freeman và Công ty. 1044 p.
3. Raven PH, RF Evert và SE Eichhorn (1999) Sinh học thực vật. Lần thứ 6 WH Freeman và Công ty đáng giá Nhà xuất bản. 944 p.
4. Sinh học Solomon EP, LR Berg và DW Martin (2001). Ed thứ 5 McGraw-Hill Interamericana. 1237 p.
5. Stern KR. (1997). Nhập môn Sinh học thực vật. Ừm C. Nhà xuất bản màu nâu. 570 p.

Source: https://thevesta.vn
Category: Sản Phẩm