Cart is empty از انرژی به ماده
فصل ششم زیستشناسی دوازدهم (فتوسنتز و سازگاریها)
نمای کلی فصل
-
فتوسنتز
-
مراحل
- وابسته به نور (تیلاکوئید)
- چرخه کالوین (بستره)
-
انواع گیاهان
- C3 (معمولی)
- C4 (ذرت)
- CAM (آناناس)
-
سایرین
- باکتری گوگردی
- شیمیوسنتز
-
واکنشهای وابسته به نور (تیلاکوئیدی)
این واکنشها در غشای تیلاکوئید انجام میشوند و هدف آنها تولید ATP و NADPH برای چرخه کالوین است.
فتوسیستمها (سامانههای نوری)
- آنتن گیرنده نور: شامل رنگیزهها (کلروفیل و کاروتنوئید) و پروتئین. انرژی نور را گرفته و به مرکز واکنش میدهند.
- مرکز واکنش: شامل کلروفیل a در بستر پروتئینی.
- فتوسیستم ۲ (PSII): دارای کلروفیل P680.
- فتوسیستم ۱ (PSI): دارای کلروفیل P700.
زنجیره انتقال الکترون
- نور به PSII میتابد و الکترون برانگیخته میشود.
- تجزیه نوری آب: آب تجزیه شده و الکترون (جبران کمبود PSII)، پروتون ($H^+$) و اکسیژن تولید میکند.
- الکترون در زنجیره انتقال جابهجا شده و انرژی آن صرف پمپ کردن پروتون از بستره به داخل تیلاکوئید میشود.
- الکترون به PSI میرسد و دوباره با نور برانگیخته میشود تا در نهایت NADPH تولید شود.
ساخته شدن نوری ATP:
تراکم پروتون ($H^+$) در فضای درون تیلاکوئید زیاد میشود (ناشی از تجزیه آب و پمپ کردن). پروتونها فقط از طریق آنزیم ATPساز میتوانند به بستره برگردند. عبور آنها باعث ساخت ATP میشود.
چرخه کالوین (مستقل از نور)
در بستره (استروما) کلروپلاست انجام میشود و هدف آن تثبیت کربن و ساخت قند است.
۱. تثبیت کربن
مولکول $CO_2$ توسط آنزیم روبیسکو به قند ۵ کربنی (ریبولوز بیسفسفات) متصل میشود. مولکول ۶ کربنی ناپایدار ایجاد شده و سریعاً به دو مولکول ۳ کربنی (اسید) تجزیه میشود.
۲. احیا و ساخت قند
با مصرف ATP و NADPH (حاصل از مرحله نوری)، اسیدها به قندهای ۳ کربنی تبدیل میشوند. بخشی از این قندها برای ساخت گلوکز خارج میشوند.
۳. بازسازی
باقیمانده قندهای ۳ کربنی با مصرف انرژی، دوباره ریبولوز بیسفسفات را میسازند تا چرخه ادامه یابد.
تنفس نوری (Photorespiration):
در گرما و نور زیاد، روزنهها بسته میشوند ⬅ $CO_2$ کم و $O_2$ زیاد میشود. آنزیم روبیسکو به جای دیاکسید کربن، با اکسیژن واکنش میدهد. این فرآیند ATP مصرف میکند اما قند نمیسازد (مضر است).
سازگاری با محیط (گیاهان C4 و CAM)
برای غلبه بر تنفس نوری در محیطهای گرم و خشک، گیاهان مکانیسمهای ویژهای دارند:
| ویژگی | گیاهان C3 (معمولی) | گیاهان C4 (ذرت/نیشکر) | گیاهان CAM (آناناس) |
|---|---|---|---|
| تثبیت کربن | یک مرحله (کالوین) | دو مرحله (مقدماتی + کالوین) | دو مرحله (شب + روز) |
| مکان | سلول میانبرگ | جدایی مکانی: میانبرگ + غلاف آوندی | هر دو در سلول میانبرگ |
| زمان | روز | روز | جدایی زمانی: شب (تثبیت اولیه) + روز (کالوین) |
| تنفس نوری | دارند | به ندرت (غلبه کردهاند) | دارند (اما کمتر) |
| وضعیت روزنه | روز باز | روز نیمهباز | شب باز (برای حفظ آب) |
سایر جانداران فتوسنتزکننده و شیمیوسنتز
سیانوباکتریها
باکتریهای فتوسنتزکننده اکسیژنزا. دارای کلروفیل a هستند (مثل گیاهان).
باکتریهای گوگردی
فتوسنتز میکنند اما اکسیژن تولید نمیکنند! منبع الکترون آنها به جای آب، H2S است (تولید گوگرد). دارای باکتریوکلروفیل هستند.
شیمیوسنتز (Chemosynthesis)
برخی باکتریها در اعماق اقیانوس (جایی که نور نیست) زندگی میکنند. آنها انرژی لازم برای ساخت ماده آلی از $CO_2$ را از اکسایش مواد معدنی (مانند آمونیوم یا هیدروژن سولفید) به دست میآورند.
مثال: باکتریهای نیتراتساز (آمونیوم ⬅ نیترات).
راههای ارتباطی
- iranwebline.info@gmail.com
- 09966222887