Fase bercahaya persyaratan fotosintesis, mekanisme dan produk

itu fase bercahaya fotosintesis Ini adalah bagian dari proses fotosintesis yang membutuhkan kehadiran cahaya. Jadi, cahaya memulai reaksi yang menghasilkan transformasi bagian dari energi cahaya menjadi energi kimia.

Reaksi biokimia terjadi dalam tylakoids kloroplas, di mana pigmen fotosintesis ditemukan yang tereksitasi oleh cahaya. Ini adalah klorofil a, klorofil b dan karotenoid.

Agar reaksi tergantung cahaya terjadi, beberapa elemen diperlukan. Sumber cahaya diperlukan dalam spektrum yang terlihat. Demikian juga, keberadaan air sangat dibutuhkan.

Fase bercahaya fotosintesis sebagai produk akhir pembentukan ATP (adenosin trifosfat) dan NADPH (nicotinamide dinucleotide phosphate dan adenine). Molekul-molekul ini digunakan sebagai sumber energi untuk fiksasi CO₂ dalam fase gelap. Juga, selama fase ini O dirilis₂, produk dari pemecahan molekul H₂O.

Indeks

• 1 Persyaratan
  • 1.1 Lampu
  • 1.2 Pigmen
• 2 Mekanisme
  • 2.1 -Foto Sistem
  • 2.2 -Folisis
  • 2.3 -Fotofosforilasi
• 3 produk akhir
• 4 Referensi

Persyaratan

Agar reaksi yang bergantung pada cahaya terjadi dalam fotosintesis, perlu dipahami sifat-sifat cahaya. Demikian juga, perlu untuk mengetahui struktur pigmen yang terlibat.

Cahaya

Cahaya memiliki sifat gelombang dan partikel. Energi mencapai Bumi dari matahari dalam bentuk gelombang dengan panjang yang berbeda, yang dikenal sebagai spektrum elektromagnetik.

Sekitar 40% dari cahaya yang mencapai planet ini adalah cahaya tampak. Ini berada pada panjang gelombang antara 380-760 nm. Termasuk semua warna pelangi, masing-masing dengan panjang gelombang yang khas.

Panjang gelombang yang paling efisien untuk fotosintesis adalah dari ungu ke biru (380-470 nm) dan merah-oranye ke merah (650-780 nm).

Cahaya juga memiliki sifat partikel. Partikel-partikel ini disebut foton dan berhubungan dengan panjang gelombang tertentu. Energi setiap foton berbanding terbalik dengan panjang gelombangnya. Semakin pendek panjang gelombang, semakin banyak energi.

Ketika sebuah molekul menyerap foton energi cahaya, salah satu elektronnya diberi energi. Elektron dapat meninggalkan atom dan diterima oleh molekul akseptor. Proses ini terjadi pada fase cahaya fotosintesis.

Pigmen

Dalam membran tilakoid (struktur kloroplas) ada beberapa pigmen dengan kemampuan menyerap cahaya tampak. Pigmen yang berbeda menyerap panjang gelombang yang berbeda. Pigmen-pigmen ini adalah klorofil, karotenoid dan phycobilin.

Karotenoid memberikan warna kuning dan oranye yang ada di tanaman. Phycobilin ditemukan di cyanobacteria dan alga merah.

Klorofil dianggap sebagai pigmen fotosintesis utama. Molekul ini memiliki ekor hidrokarbon hidrofobik yang panjang, yang membuatnya terikat pada membran tilakoid. Selain itu, ia memiliki cincin porfirin yang mengandung atom magnesium. Di cincin ini energi cahaya diserap.

Ada berbagai jenis klorofil. Klorofil a itu adalah pigmen yang campur tangan lebih langsung dalam reaksi cahaya. Klorofil b menyerap cahaya pada panjang gelombang yang berbeda dan mentransfer energi ini ke klorofil a.

Dalam kloroplas kira-kira tiga kali lebih banyak klorofil a apa klorofil b.

Mekanisme

-Sistem Foto

Molekul klorofil dan pigmen lainnya diatur dalam tilakoid dalam unit fotosintesis.

Setiap unit fotosintesis terdiri dari 200-300 molekul klorofil a, sejumlah kecil klorofil b, karotenoid dan protein. Ini menyajikan area yang disebut pusat reaksi, yang merupakan situs yang menggunakan energi cahaya.

Pigmen lain yang ada disebut kompleks antena. Mereka memiliki fungsi menangkap dan melewatkan cahaya ke pusat reaksi.

Ada dua jenis unit fotosintesis, yang disebut sistem foto. Mereka berbeda karena pusat reaksinya berhubungan dengan protein yang berbeda. Mereka menyebabkan sedikit perubahan dalam spektrum serapannya.

Dalam fotosistem I, klorofil a terkait dengan pusat reaksi memiliki puncak penyerapan 700 nm (P₇₀₀). Dalam fotosistem II, puncak penyerapan terjadi pada 680 nm (P₆₈₀).

-Fotolisis

Selama proses ini pecah molekul air terjadi. Berpartisipasi dalam sistem foto II. Sebuah foton cahaya mengenai molekul P₆₈₀ dan mendorong elektron ke tingkat energi yang lebih tinggi.

Elektron tereksitasi diterima oleh molekul pheophytin, yang merupakan akseptor antara. Selanjutnya, mereka melintasi membran tilakoid di mana mereka diterima oleh molekul plastoquinone. Elektron akhirnya ditransfer ke P₇₀₀ dari sistem foto I.

Elektron yang ditransfer oleh P₆₈₀ mereka digantikan oleh orang lain dari air. Sebuah protein yang mengandung mangan (protein Z) diperlukan untuk memecah molekul air.

Saat huruf H putus₂Atau, dua proton dilepaskan (H⁺) dan oksigen. Ini mensyaratkan bahwa dua molekul air dibelah untuk melepaskan molekul O₂.

-Fotofosforilasi

Ada dua jenis fotofosforilasi, sesuai dengan arah aliran elektron.

Fotofosforilasi non-siklik

Fotosistem I dan II keduanya terlibat di dalamnya. Ini disebut non-siklik karena aliran elektron berjalan satu arah.

Ketika eksitasi molekul klorofil terjadi, elektron akan bergerak melalui rantai transpor elektron.

Ini dimulai pada sistem foto I ketika foton cahaya diserap oleh molekul P₇₀₀. Elektron tereksitasi ditransfer ke akseptor primer (Fe-S) yang mengandung besi dan belerang.

Kemudian ia berpindah ke molekul ferredoxin. Selanjutnya, elektron pergi ke molekul transporter (FAD). Ini menghasilkannya menjadi molekul NADP⁺ yang mengurangi ke NADPH.

Elektron yang dihasilkan oleh fotosistem II dalam fotolisis akan menggantikan yang ditransfer oleh P₇₀₀. Ini terjadi melalui rantai transpor yang dibentuk oleh pigmen yang mengandung zat besi (sitokrom). Selain itu, plastocyanin (protein yang memiliki tembaga) terlibat.

Selama proses ini, baik molekul NADPH dan ATP diproduksi. Enzim ATPsintetase terlibat dalam pembentukan ATP.

Fosforilasi siklik

Ini terjadi hanya di sistem foto I. Ketika molekul-molekul pusat reaksi P₇₀₀ bersemangat, elektron diterima oleh molekul P₄₃₀.

Selanjutnya, elektron-elektron dimasukkan ke dalam rantai transpor antara kedua sistem foto. Dalam prosesnya, molekul ATP diproduksi. Tidak seperti fotofosforilasi non-siklik, NADPH tidak diproduksi atau dirilis.₂.

Pada akhir proses transpor elektron, mereka kembali ke pusat reaksi fotosistem I. Oleh karena itu, ini disebut fotofosforilasi siklik..

Produk akhir

Pada akhir fase cahaya, O dilepaskan₂ ke lingkungan sebagai produk sampingan dari fotolisis. Oksigen ini dilepaskan ke atmosfer dan digunakan dalam respirasi organisme aerob.  

Produk akhir lain dari fase cahaya adalah NADPH, koenzim (bagian dari enzim non-protein) yang akan berpartisipasi dalam fiksasi CO₂ selama siklus Calvin (fase gelap fotosintesis).

ATP adalah nukleotida yang digunakan untuk mendapatkan energi yang diperlukan dalam proses metabolisme makhluk hidup. Ini dikonsumsi dalam sintesis glukosa.

Referensi

1. Petroutsos D. R Tokutsu, S Maruyama, S Flori, A Greiner, L Magneschi, L Cusant, T Kottke. M Mittag, P Hegemann, G Finazzi dan J Minagaza (2016) Fotoreseptor cahaya biru memediasi regulasi umpan balik fotosintesis. Alam 537: 563-566.
2. Salisbury F dan Ross C (1994) Tumbuhan Fisiologi. Grup Editorial Iberoamerica. Meksiko, DF. 759 hal.
3. Solomon E, L Berg dan D Martín (1999) Biologi. Edisi kelima. Editor MGraw-Hill Interamericana. Mexico City 1237 hal.
4. Stearn K (1997) Biologi tumbuhan pengantar. Penerbit WC Brown. USA 570 hlm.
5. Yamori W, T Shikanai dan A Makino (2015) Fotosistem I aliran elektron siklik melalui kloroplas NADH seperti dehydrogenase complex melakukan peran fisiologis untuk fotosintesis pada cahaya rendah. Laporan Ilmiah Alam 5: 1-12.