Vaša košarica je prazna

Kupovina

komad: 0

Ukupno: 0,00

0

Fotosinteza

Fotosinteza

Biljke su kadre od neorganskih tvari (ugljičnog dioksida i vode) napraviti organski šećer.

Biologija

Ključne riječi

fotosinteza, svjetla faza, tamna faza, kloroplast, katabolički proces, autotróf, list, svjetlost, sunčeva svjetlost, kisik, organski materijal, ugljični dioksid, glukoza, solarna energija, voda, dekstroza, proizvodnja kisika, vezivanje ugljikovog dioksida, unutarnja membrana, grana, tilakoid, matrica, Fotosustav II, Fotosustav I, fotosintetski pigmenti, ATP, ATPaza, lanac prijenosa elektrona, glicerinska kiselina-3-fosfat, gliceraldehid 3-fosfat, pentoza bifosfat, transformacija energije, ciklus, foton, atmosferski plinovi, ugljikohidrat, Sunce, metabolizam, biljka, biokemija, bilogija, _javasolt

Povezani dodatci

3D modeli

Princip fotosinteze

  • CO₂ - Anorganska je molekula koja biljci služi za proizvodnju organske molekule, šećera. Biljke su autotrofni organizmi, što znači da iz anorganskih tvari mogu proizvesti organske. Heterotrofni organizmi (životinje i gljive) nemaju tu mogućnost.
  • O₂ - Nastaje kao nusproizvod fotosinteze. Na Zemlji kisik potreban za život heterotrofnih organizama nastaje fotosintezom.
  • Svjetlost - Njegovi dijelovi nazivaju se fotonima. Biljke energiju fotona koriste za stvaranje organskog šećera iz anorganskog ugljikovog dioksida.
  • C₆H₁₂O₆ - Glukoza (dekstroza, grožđani šećer). Biljke je proizvode uz pomoć ugljikovog dioksida i energije svjetlosti.
  • H₂O - Biljka ju crpi iz tla. Za vrijeme fotosinteze molekule vode raspadaju se na kisik, protone (H⁺) i elektrone (e⁻).

Struktura lista

  • provodni snopići (žile): ksilem - Provodi vodu i mineralne soli. Za vrijeme fotosinteze molekule vode raspadaju se na kisik, protone (H⁺) i elektrone (e⁻).
  • provodni snopići (žile): floem - Provodi organski materijal otopljen u vodi. Šećere koji nastaju za vrijeme fotosinteze dovodi u ostale dijelove biljke.
  • puč (stoma) - Kroz ove otvore ulazi ugljikov dioksid neophodan za fotosintezu u tkivu za asimilaciju i izlazi kisik koji nastaje fotosintezom. Služe i za isparavanje vode iz biljke. Biljka može zatvoriti te otvore, kako bi izbjegla prevelik gubitak vode (isušivanje) koji nastaje isparavanjem.
  • mezofil tkivo za asimilaciju - Njegove stanice sadrže kloroplaste. U njima se odvija fotosinteza. Gornji sloj sastoji se od okomito izduženih stanica, a donji je spužvaste strukture.
  • epiderma - Sastoji se od jednog sloja stanica. Njezine stanice (uz iznimku stanica zapornica puči) ne sadrže kloroplast. Osim zaštite same biljke, njezina je zadaća održavanje kontakta s okolinom.

Fotosinteza

  • provodni snopići (žile): ksilem - Provodi vodu i mineralne soli. Za vrijeme fotosinteze molekule vode raspadaju se na kisik, protone (H⁺) i elektrone (e⁻).
  • provodni snopići (žile): floem - Provodi organski materijal otopljen u vodi. Šećere koji nastaju za vrijeme fotosinteze dovodi u ostale dijelove biljke.
  • puč (stoma) - Kroz ove otvore ulazi ugljikov dioksid neophodan za fotosintezu u tkivu za asimilaciju i izlazi kisik koji nastaje fotosintezom. Služe i za isparavanje vode iz biljke. Biljka može zatvoriti te otvore, kako bi izbjegla prevelik gubitak vode (isušivanje) koji nastaje isparavanjem.
  • stanice mezofila - Sadrži velik broj kloroplasta u kojima se odvija fotosinteza.
  • CO₂ - Anorganska je molekula koja biljci služi za proizvodnju organske molekule, šećera. Biljke su autotrofni organizmi, što znači da iz anorganskih tvari mogu proizvesti organske. Heterotrofni organizmi (životinje i gljive) nemaju tu mogućnost.
  • O₂ - Nastaje kao nusproizvod fotosinteze. Na Zemlji kisik potreban za život heterotrofnih organizama nastaje fotosintezom.
  • svjetlost - Njegovi dijelovi nazivaju se fotonima. Biljke energiju fotona koriste za stvaranje organskog šećera iz anorganskog ugljikovog dioksida.
  • C₆H₁₂O₆ - Glukoza (dekstroza, grožđani šećer). Biljke je proizvode uz pomoć ugljikovog dioksida i energije svjetlosti.
  • H₂O - Biljka ju crpi iz tla. Za vrijeme fotosinteze molekule vode raspadaju se na kisik, protone (H⁺) i elektrone (e⁻).

Stanica

  • Golgijevo tijelo (aparat) - Igra važnu ulogu u pohranjivanju, pakiranju i distribuciji proteina.
  • endoplazmatski retikulum - Složen sustav membrana koji se nalazi u unutrašnjosti stanice. Sudjeluje u: sintezi proteina, sazrijevanju proteina, sintezi lipida i razgradnji određenih tvari.
  • vezikula - Tvari unutar stanice prenose se u membranskim mjehurićima. Posebna skupinu membranskih mjehurića čine lizosomi u kojima se odvija probava određenih tvari, odnosno razgradnja suvišnih tvari.
  • citoplazma
  • vakuole - Mjehurić u citoplazmi stanice, ispunjen je staničnim sokom. Služi za regulaciju unutarnjeg tlaka stanice (turgora) te skladištenje minerala i razgradnju nepotrebnih tvari.
  • kloroplast - Ovdje se odvija fotosinteza. Biljka iz vodikovog dioksida uz pomoć svjetlosne energije proizvodi šećer.
  • stanična stijenka - Sastoji se od celuloze. Služi kao zaštita stanice, održava njen oblik te učvršćuje tkivo biljke.
  • jezgra - Sastoji se od kromatina, kombinacije DNA i proteina. Stanice životinja, biljaka i gljiva su eukarioti, što znači da posjeduju staničnu jezgru. Prokariotske stanice (bakterije) nemaju staničnu jezgru; njihov DNA nalazi se u citoplazmi.
  • stanična membrana - Membrana od lipida koja okružuje stanicu.
  • stanični kostur (citoskelet) - Igra važnu ulogu u smještaju i kretanju vezikula i organela te osigurava strukturu i oblik životinjskim stanicama koje nemaju staničnu stijenku.
  • mitohondrij - Izvor energije stanice: razgrađujući organske molekule proizvodi ATP. ATP stanicu opskrbljuje energijom.

Svijetla faza

  • kloroplast - Fotosinteza (proizvodnja glukoze iz ugljikovog dioksida uz pomoć sunčeve svjetlosti) odvija se ovdje. Ima dvije membrane: unutrašnja sadrži enzime neophodne za fotosintezu.
  • unutrašnja membrana - Tilakoidne membranske vrećice imaju oblik diska i dio su strukture unutrašnje membrane. Sadrže enzime ključne za reakcije ovisne o svjetlosti u procesu fotosinteze. Nakupina tilakoida čini granum.
  • granum
  • tilakoid
  • matriks
  • tilakoidna membrana - Sadrži enzime ključne za reakcije ovisne o svjetlosti u procesu fotosinteze.
  • tilakoidni prostor
  • Fotosustav II. - Sastoji se od bjelančevina i pigmenata koji upijaju svjetlost. Maksimalna apsorpcija mu je 680 nm. Njegovi pigmenti su: klorofil a, klorofil b i ksantofil. Najvažniji pigment u središtu njegove reakcije je klorofil a. Kada klorofil a apsorbira foton, dolazi u stanje pobuđenosti te otpušta jedan elektron koji zatim dospijeva u lanac prenositelja elektrona.
  • Fotosustav I. - Sastoji se od bjelančevina i pigmenata koji upijaju svjetlost. Maksimalna apsorpcija iznosi 700 nm. Njegovi pigmenti su: klorofil a, klorofil b i karoten. Najvažniji pigment u središtu njegove reakcije je klorofil a. Kada klorofil a apsorbira foton, dolazi u stanje pobuđenosti te otpušta jedan elektron. Fotosustav I. taj elektron nadoknađuje elektronom preuzetim iz lanca prenositelja elektrona.
  • e⁻
  • H₂O - Biljka vodu crpi iz tla. Za vrijeme fotosinteze molekule vode raspadaju se na kisik, protone (H⁺) i elektrone (e⁻).
  • O
  • H⁺
  • O₂ - Nastaje kao nusproizvod fotosinteze. Na Zemlji kisik potreban za život heterotrofnih organizama nastaje fotosintezom.
  • PQ - Plastokinon. Dovodi elektrone koje je otpustio fotosustav II. do kompleksa citokroma.
  • cyt - Kompleks citokroma sadrži proteine u kojima se nalazi željezo. Prima elektrone od PQ kompleksa i odvodi ih do plastocijanina. Za to vrijeme tjera hidridne ione kroz membranu u tilakoide.
  • PC - Plastocijanin prima elektrone iz kompleksa citokroma i prenosi ih do fotosustava I.
  • Fd - Feredoksin. Prima elektrone od fotosustava I. i prenosi ih do FNR molekule.
  • FNR - Feredoksin NAPD reduktaza. Prenosi elektrone između feredoksina i NADP-a, pri čemu reducira NADP.
  • fosfati
  • ADP
  • ATP - Nastaje spajanjem ADP-a i fosfata. Najvažnija je molekula koja stanice opskrbljuje energijom. Upotrebom ATP-a u fazi tame iz anorganskog ugljikovog dioksida nastaje organski šećer.
  • NADP - Od FNR-a preuzima elektron (e⁻) i proton (H⁺) koji prolazi kroz ATP-azu, što uzrokuje njegovu redukciju i nastanak NADPH-a.
  • NADPH
  • ATP-aza - ATP proizvodi enzime, proteine. Protoni (H⁺) od unutarnje strane tilakoidne membrane kroz ATP-azu dospijevaju do vanjske strane tilakoidne membrane. Protoni prolaze od unutarnje prema vanjskoj strani zbog velike koncentracije protona i viška pozitivnog naboja. U trenutku prolaza kroz ATP-azu dolazi do oslobođenja energije koja se se koristi za proizvodnju ATP-a.
  • lanac prenositelja elektrona - Elektroni (e⁻), koje je pobudio fotosustav II., kreću se lancem prenositelja elektrona do fotosustava I. Istovremeno protoni (H⁺) prodiru kroz membranu i skupljaju se u unutrašnjosti tilakoida.
  • proton motorička sila (djeluje na H⁺ ione)

Tamna faza

  • ATP
  • ADP
  • NADPH
  • NADP
  • 5C - Molekula šećera sastoji se od 5 atoma ugljika (pentoza bifosfat).
  • CO₂ - Ugljikov dioksid je anorganska molekula iz koje biljka proizvodi organsku molekulu, šećer. Povećava broj ugljikovih atoma pentoze. Ključni enzim u reakciji u tami je enzim koji služi kao katalizator u fiksaciji ugljika, RuBisCo.
  • 3C
  • 3C - Molekula s 3 atoma ugljika (glicerinaldehid 3- fosfat).
  • 6C (glukoza) - Produk fotosinteze, sastoji se od molekule šećera koja sadrži 5 atoma ugljika i molekule anorganskog ugljikovog dioksida koja sadrži 1 atom ugljika. Biljke glukozu koristi u svojim daljnjim metaboličkim procesima za sintezu škroba, odnosno u probavnim procesima za proizvodnju ATP-a.
  • Stvaranje veze CO₂, nastanak glicerinske kiseline 3-fosfat - Ključna reakcija faze tame. Ovdje se anorganski ugljikov dioksid integrira u organsku molekulu šećera. Svrha autotrofnih procesa je nastajanje organskih tvari iz anorganskih. Broj atoma ugljika raste s 5 na 6 u svakoj molekuli, a rezultat su dvije molekule glicerinske kiseline 3- fosfata s tri atoma ugljika. Katalizator u ovoj reakciji je enzim RuBisCo.
  • Nastanak glicerinske kiseline 1,3-difosfat - Iz molekule glicerinske kiseline 3- fosfata s tri atoma ugljika, uz upotrebu ATP-a, nastaje glicerinska kiselina 1,3- difosfat.
  • Nastanak gliceraldehid 3-fosfata - Iz glicerinske kiseliea 1,3- difosfat, koja se sastoji od 3 atoma ugljika, nastaje i glicerinaldehid 3- fosfat koji se također sastoji od tri atoma ugljika. Za reakciju je potreban NADPH, a iz molekule izlazi anorganski fosfat (to u animaciji, radi što jednostavnijeg prikaza, nije prikazano).
  • Ispuštanje glicerinaldehida 3-fosfata iz ciklusa - Jedna od od šest molekula glicerinaldehid 3- fosfata izlazi iz ciklusa i koristi se u stanici za proizvodnju glukoze.
  • Nastanak ribuloze 1,5-difosfat - U nekoliko koraka, u reakcijama u kojima enzimi služe kao katalizatori, uz upotrebu ATP-a, molekule glicerinaldehid 3- fosfata, koje sadrže tri atoma ugljika, pretvaraju se u ribulozu 1,5- difsfat (pentozu- difosfat) koja se sastoji od pet atoma ugljika. Ta faza zove se i regeneracija ribuloze 1,5- bifostata. Ciklus ponovno započinje iz početka.

Umjetni list

  • poluvodič nitrid - Jeftin je i često korišten poluvodič. On cijepa molekule vode koristeći svjetlosnu energiju. To odgovara fazi svjetlosti u fotosintezi.
  • katalizator metal - Katalizira redukciju ugljikovog dioksida. To odgovara reakciji u tami u fotosintezi. Ovdje iz ugljikovog dioksid a nastaje organska tvar (mravlja kiselina).
  • H₂O
  • O₂
  • H⁺
  • e⁻
  • CO₂
  • HCOOH (mravlja kiselina)

Animacija

Naracija

Fotosinteza je proces u kojem biljke uz pomoć energije svjetlosti iz anorganskog materijala (ugljikov dioksid) proizvode organski materijal (glukozu). Za odvijanje tog procesa neophodna je voda, a kao nusproizvod nastaje kisik.

Fotosinteza se odvija u zelenim dijelovima biljke, odnosno u listovima, a često i u mekanoj stabiljci. Zelena boja biljaka rezultat je velike količine kloroplasta koji se nalazi u tkivu za asimilaciju. A upravo u kloroplastima odvija se fotosinteza.

Kloroplasti imaju dvije membrane. Unutarnja membrana formira tilakoide, pločaste nakupine koje oblikuju složene membranske strukture, granum. Tilakoidna membrana sadrži ključne enzime potrebne za svijetlu fazu fotosinteze.

U tilakoidnim membranama kloroplasta molekule fotosintetskih pigmenata raspoređene su u dva fotosistema između kojih se nalazi lanac prenositelja elektrona. Fotosistem čine pigmenti koji apsorbiraju različite valne duljine svjetlosti, a među njima najvažniji je klorofil. Molekule klorofila a fotosistema II pobuđuju se fotonima i otpuštaju elektrone koji ulaze u lanac prenositelja elektrona.
Oksidirani
, elektron-deficitarni klorofil elektrone koji nedostaju zamjenjuje onima iz vode, odnosno, cijepa molekule vode (fotoliza). Atomi kisika iz vode kombiniraju se i stvaraju molekularni kisik, dok se protoni nakupljaju unutar membrane.
Prvi je član lanca prenositelja plastokinon koji prenosi elektrone do kompleksa citokroma. Kompleks citokroma sadrži proteine u kojima se nalazi željezo. Prima elektrone od PQ kompleksa i odvodi ih do plastocijanina. Za to vrijeme tjera hidridne ione kroz membranu u tilakoide.

Elektroni se iz lanca prenositelja prenose u fotosistem I. Središnja je molekula klorofila fotosistema I u elektron-deficitarnom stanju, zato što je već otpustila elektrone koji su podraženi fotonima. Elektroni se zatim FNR molekulama prenose do ferodoksina.
U svijetloj se fazi protoni nakupljaju u unutrašnjosti, tj. koncentracija protona u tilakoidnom lumenu raste te oni postaju pozitivno nabijeni. To stvara silu koja djeluje prema van. Oslobađanjem energije mijenja se energetska razina sustava (s više na nižu) te protoni iz lumena polaze kroz specifične proteinske kanale u tilakoidnoj membrani koji se nazivaju ATP-aze. Oslobođena energija služi stvaranju ATP-a. Otpuštene protone i elektrone prihvaća NADP koji se pretvara u NADPH. Ukratko, energija fotona uzrokuje neravnomjernu raspodjelu protona. To stvara silu koja se koristi za stvaranje ATP-a.

Reakcije tamne faze fotosinteze neovisne su o svjetlosti. Proizvodi svijetle faze, ATP i NADPH koriste u tamnoj fazi kako bi se ugljik iz ugljikovog dioksida reducirao u organske spojeve.
Tri molekule šećera koje sadrže 5 ugljikovih atoma zajedno imaju 15 ugljikovih atoma. Enzim svakoj molekuli šećera ugrađuje molekulu ugljikovog dioksida. Produkt se dijeli i nastaje 18 ugljikovih atoma. Zatim se korištenjem jednog NADPH-a i jednog ATP-a po molekuli stvara 6 molekula glicerinaldehid-3-fosfata. Jedna od molekula napušta ciklus dok se ostale pomoću 3 ATP-a ponovno pretvaraju u 3 molekule šećera koje sadrže pet ugljikovih atoma. Tada ciklus počinje iznova.
Koristeći ATP i NADPH, produkte svijetle faze, u ovom se ciklusu stvara jedna molekula s tri ugljikova atoma. Dva ciklusa proizvedu dvije molekule s tri ugljikova atoma koje se spajaju i stvaraju molekulu glukoze koja ima 6 ugljikovih atoma. Biljke glukozu koriste u svojim daljnjim metaboličkim procesima za sintezu škroba, odnosno u probavnim procesima za proizvodnju ATP-a.

Brojni se pokusi izvode kako bi se stvorili umjetni sustavi koji oponašaju fotosinetezu. U umjetnom se listu reakcije ovisne o svjetlu i reakcije u tami odvijaju u odvojenim žilama. Reakcije ovisne o svjetlu odvijaju se u polovodiču nitridu koji cijepa molekule vode koristeći svjetlosnu energiju. Kisik se oslobađa u obliku mjehurića, dok se protoni i elektroni provode u drugu žilu. Elektroni se u drugu žilu provode vodljivom žicom. Ona je mjesto odvijanja reakcije u tami. Kako bi se od ugljikovog dioksida i vode stvorila mravlja kiselina u njoj drugoj se žili nalazi metalni katalizator. Ovaj sustav omogućuje korištenje sunčeve energije i može pomoći pri snižavanju koncentracije ugljikovog dioksida u atmosferi. Na taj način može se doprinijeti smanjenju emisije stakleničkih plinova, a time i globalnog zatopljenja.

Povezani dodatci

Životinjska i biljna stanica, organele

U eukariotskoj stanici razvile su se brojne stanične organele.

Efekt staklenika

Kao posljedica ljudske aktivnosti raste koncentracija stakleničkih plinova, što rezultira snažnijim učinkom efekta staklenika te posljedično dovodi do...

Klorofil

Klorofil je fotosenzitivni zeleni pigment koji se nalazi u biljkama. Apsorbira svjetlosnu energiju i tako igra važnu ulogu u fotosintezi.

Kruženje kisika u prirodi

Kisik, koji je živim bićima neophodan za život, neprestano kruži unutar Zemljine atmosfere.

Enzimi

Enzimi su bjelančevine koje kataliziraju biokemijske procese u živim organizmima.

Onečišćenje zraka

Animacija nam prikazuje glavne izvore onečišćenja zraka: poljoprivreda, industrija, urbana naselja.

Prijenos tvari kroz biomembranu

Animacija prikazuje proces aktivnog i pasivnog prijenosa kroz staničnu membranu.

Anatomija lista

Animacija prikazuje glavne vrste listova te razliku između listova jednosupnica i dvosupnica.

ATP, ADP

Adenozin trifosfat ili ATP je glavno unutarstanično skladište energije.

Cvijet

Animacija nam pokazuje strukturu tipičnog cveta.

Kisik (O₂) (srednji stupanj)

Bezbojan plin, bez mirisa, važan sastavni dio atmosfere, neophodan je za život na Zemlji.

Krčenje šume

Krčenje šume ima negativne učinke na prirodni okoliš.

Kruženje ugljika

Tijekom fotosinteze ugljik se ugrađuje u organske tvari, a tijekom disanja se oslobađa.

Niša

U ekologiji, niša je termin koji opisuje život svih vrsta (kako se hrane, kakva im je uloga u hranidbenom lancu i kakav utjecaj imaju na ekosustav).

Površinska napetost

Napetost površine je svojstvo tekućine koja omogućuje tekućini da dobije najmanju moguću površinu.

Promjenjiva ameba

Jednostanični, heterotrofni organizmi, slatkovodni, s nepostojanim oblikom.

Sjemenka i klijanje

Dvosupnice klijaju sa dvije supke, a jednosupnice sa jednom.

Sunce

Promjer Sunca približno je 109 puta veći od promjera Zemlje. Većinu njegove mase čini vodik.

Vegetativni biljni organi

Potrebni ograni za život i razvoj biljaka.

Usporedba jednosupnica i dvosupnica.

Jednosupnice i dvosupnice čine dvije velike skupine kritosjemenjača.

Zeleni bičaš

Bičaš je jednostanični organizam jednako sposoban na autotrofiju i heterotrofiju.

Added to your cart.