Fase gelap fotosintesis

Fase gelap fotosintesis adalah proses biokimia yang melaluinya tanaman mengubah karbon dioksida menjadi glukosa

Apa fase gelap fotosintesis?

Itu fase gelap fotosintesis Ini adalah proses biokimia dimana tanaman mengubah karbon dioksida menjadi glukosa. Diceritakan gelap karena terang tidak diperlukan untuk prosesnya. Ini juga dikenal sebagai fase fiksasi karbon atau siklus calvin-benson. Proses ini terjadi di Stroma kloroplas.

Dalam fase gelap, energi kimia disediakan oleh produk yang dihasilkan dalam fase cahaya. Produk -produk ini adalah molekul energi ATP (adenosin trphosphate) dan NADPH (pembawa elektron yang dikurangi).

Bahan baku mendasar untuk proses dalam fase gelap adalah karbon, yang diperoleh dari karbon dioksida. Produk akhirnya adalah karbohidrat atau gula sederhana.

Senyawa karbon yang diperoleh ini merupakan dasar mendasar dari struktur organik makhluk hidup.

Karakteristik fase gelap fotosintesis

- Itu disebut gelap dengan tidak membutuhkan partisipasi langsung sinar matahari untuk pengembangannya. Siklus ini terjadi di siang atau malam.

- Fase gelap berkembang terutama dalam stroma kloroplas di sebagian besar organisme fotosintesis. Stroma adalah matriks yang mengisi rongga internal kloroplas di sekitar sistem tilacoid (di mana fase cahaya dilakukan).

- Di stroma adalah enzim yang diperlukan untuk fase gelap terjadi. Yang paling penting dari enzim ini adalah Rubisco (ribulous biposfat karboksilase/oksigenase), protein yang paling berlimpah, mewakili antara 20 dan 40% dari semua protein larut yang ada yang ada.

Mekanisme

Karbon yang dibutuhkan untuk proses ini adalah dalam bentuk CO₂ (karbon dioksida) di lingkungan. Dalam kasus alga dan cyanobacteria, CO₂ dilarutkan di air di sekitarnya. Dalam kasus tanaman, CO₂ mencapai sel fotosintesis melalui stomata (sel epidermis).

Dapat melayani Anda: Ash

Siklus Calvin-Benson

Siklus ini memiliki beberapa reaksi:

Reaksi awal

CO₂ Itu terlihat pada senyawa akseptor dari lima karbon (ribulosa 1,5-biphosphate atau rubp). Proses ini dikatalisis oleh enzim Rubisco. Senyawa yang dihasilkan adalah molekul enam -karbon.

Ini pecah dengan cepat dan membentuk dua senyawa dari tiga karbon masing-masing (3-fosfogliserat atau 3pg).

Proses kedua

Dalam reaksi ini energi yang disediakan oleh ATP dari fase cahaya digunakan. Fosforilasi yang dipromosikan oleh energi ATP dan proses pengurangan yang dimediasi oleh NADPH terjadi. Dengan demikian, 3-fosfoglikerat dikurangi menjadi gliseraldehida 3-fosfat (G3P).

G3P adalah gula fospatada tiga -karbon, juga disebut triosa fosfat. Hanya bagian keenam dari 3-fosfat gliseraldehida (G3P) yang diubah menjadi gula sebagai produk dari siklus.

Metabolisme fotosintesis ini disebut C3, karena produk dasar yang diperoleh adalah gula tiga karbon.

Proses terakhir

Bagian G3P yang tidak diubah menjadi gula, diproses untuk membentuk monofosfat Ribulous (Rump). Rump adalah produk perantara yang berubah menjadi 1,5-biphosphate (rubp) Ribulous. Dengan cara ini, akseptor CO₂ dipulihkan Dan siklus Kelvin-Benson ditutup.

Dari total rubp yang diproduksi dalam siklus pada lembar khas, hanya sepertiga menjadi pati. Polisakarida ini disimpan dalam kloroplas sebagai sumber glukosa.

Bagian lain diubah menjadi sukrosa (disakarida) dan diangkut ke organ lain dari pabrik. Selanjutnya, sukrosa dihidrolisis untuk membentuk monosakarida (glukosa dan berbuah).

Metabolisme fotosintesis lainnya

Dalam kondisi lingkungan tertentu, proses fotosintesis tanaman telah berkembang dan telah menjadi lebih efisien. Ini telah menyebabkan penampilan berbagai rute metabolisme untuk mendapatkan gula.

Dapat melayani Anda: Tuja Barat: Karakteristik, Habitat, Homeopati, Budidaya

Metabolisme C4

Di lingkungan yang hangat, stomue daun ditutup pada siang hari untuk menghindari hilangnya uap air. Oleh karena itu, konsentrasi CO₂ dalam daun berkurang dalam kaitannya dengan oksigen (atau₂). Enzim Rubisco memiliki afinitas ganda substrat: Co₂ dan o₂.

Pada konsentrasi rendah co₂ dan tinggi₂, Rubisco mengkatalisasi kondensasi O₂. Proses ini disebut photorerspirasi, dan mengurangi efisiensi fotosintesis. Untuk menangkal fotorerspirasi, beberapa lingkungan tropis telah mengembangkan anatomi dan fisiologi fotosintesis tertentu.

Selama metabolisme C4, karbon difiksasi dalam sel mesofil dan siklus calvin-benson terjadi pada sel selubung klorofillian. Fiksasi CO₂ terjadi pada malam hari. Itu tidak terjadi pada stroma kloroplas, tetapi pada sitosol sel mesofil.

Fiksasi CO₂ terjadi dengan reaksi karboksilasi. Enzim yang mengkatalisasi reaksinya adalah fosfoenolpyruvate karboksilase (PEP-karboksilase), yang tidak sensitif terhadap konsentrasi CO₂ rendah Di dalam sel.

Molekul ko -akseptor adalah asam fosfoenolpirúvic (PEPA). Produk perantara yang diperoleh adalah asam oksaloasetat atau oksalasetat. Oxalasetate direduksi menjadi malato pada beberapa spesies tanaman atau aspartat (asam amino) di lainnya.

Selanjutnya, kejahatan bergerak ke sel pod fotosintesis pembuluh darah. Ini dia dekarboksilasi dan piruvat dan co₂ terjadi.

CO₂ memasuki siklus Calvin-Benson dan bereaksi dengan Rubisco untuk membentuk PGA. Untuk bagiannya, piruvat kembali ke sel mesofil, di mana ia bereaksi dengan ATP untuk meregenerasi akseptor karbon dioksida.

Metabolisme Cam

Metabolisme asam Crrasulaceae (CAM) adalah strategi lain untuk fiksasi CO₂. Mekanisme ini telah berevolusi secara independen dalam berbagai kelompok tanaman yang lezat.

Itu bisa melayani Anda: Dicotyledonous

Tanaman cam menggunakan jalan C3 dan C4, seperti pada tanaman C4. Tetapi pemisahan kedua metabolisme bersifat sementara.

CO₂ diatur pada malam hari dengan aktivitas PEP-karboksilase dalam sitosol dan membentuk oksaltacetate. Oxalasetate direduksi menjadi malato, yang disimpan dalam vakum sebagai asam formal.

Selanjutnya, dengan adanya cahaya, asam malat ditemukan dari vakum. Ini didekarboksilasi dan CO₂ ditransfer ke rubp dari siklus calvin-benson di dalam sel yang sama.

Tanaman cam memiliki sel fotosintesis dengan vakuola besar di mana asam Rican disimpan, dan kloroplas di mana yang diperoleh dari asam musik diubah menjadi karbohidrat.

Produk akhir

Pada akhir fase gelap fotosintesis, gula yang berbeda diproduksi. Sukrosa adalah produk perantara yang dengan cepat dimobilisasi dari daun ke bagian lain tanaman. Dapat digunakan secara langsung untuk mendapatkan glukosa.

Pati digunakan sebagai zat cadangan. Itu dapat menumpuk di lembaran atau diangkut ke organ lain, seperti batang dan akar. Dipertahankan sampai diperlukan di berbagai bagian tanaman. Itu disimpan dalam plastid khusus, yang disebut amyloplast.

Produk yang diperoleh dari siklus biokimia ini sangat penting untuk tanaman. Glukosa yang diproduksi digunakan sebagai sumber karbon untuk membangun senyawa, seperti asam amino, lipid atau asam nukleat.

Di sisi lain, produk gula dari fase gelap yang dihasilkan mewakili dasar rantai makanan. Senyawa ini mewakili paket energi surya yang diubah menjadi energi kimia, digunakan oleh semua organisme hidup.

Referensi

1. Raven, hlm.H., R.F. Evert dan S.DAN. Eichhorn (1999). Biologi tanaman. WH FREEMAN DAN PERUSAHAAN LAYAK Penerbit.
2. Salomo, e.P., L.R. Berg dan d.W. Martin (2001). biologi. McGraw-Hill Inter-American.