Systemy fotosynyetyczne u roślin niższych.?

Systemy fotosynyetyczne u roślin niższych.?

Fotosynteza jest procesem umożliwiającym roślinom zielonym wykorzystywanie energii światła słonecznego do przekształcania dwutlenku węgla i wody w bogate w energię związki organiczne, jakimi są węglowodany. Jednym z produktów fotosyntezy jest tlen cząsteczkowy (1). Proces ten przebiega w dwóch fazach: świetlnej i ciemniowej. Do fotosyntezy zdolne są wszystkie organizmy, które zawierają chlorofil. „Mogą to być rośliny zielone, rośliny o innym zabarwieniu, w których barwa chlorofilu jest maskowana przez inne barwniki (brunatnice, krasnorosty), a także bakterie fotosyntezujące” (2). Fotosynteza zachodzi w chloroplastach. Większość tkanek zawierające chloroplasty u roślin wyższych zlokalizowana jest w liściach. Chloroplasty otoczone są podwójną błoną. Wewnątrz każdego chloroplastu znajdują się drobniejsze ciałka o charakterystycznej warstwowej (lamelarnej) strukturze, tzw.grana, które zawierają chlorofil. Grana zbudowane są z warstw cząsteczek ułożonych w stosy, jedna na drugiej. Są to cząsteczki białka występujące na przemian z warstwami zawierającymi chlorofil, karoten i inne barwniki oraz lipidy zawierające galaktozę lub siarkę i tylko jeden kwas tłuszczowy. „Przypuszcza się, że te aktywne powierzchniowo lipidy zostają zaadsorbowane pomiędzy warstwami i służą do stabilizacji blaszek (lameli) składających się z występujących na przemian warstw białek oraz barwników” (3). Lamelarna struktura granów ma duże znaczenie za względu na umożliwienie przekazywania energii pomiędzy sąsiadującymi ze sobą cząsteczkami w procesie fotosyntezy.
Niezbędne do procesu fotosyntezy są woda i dwutlenek węgla. Woda pobierana jest przez rośliny lądowe za pomocą korzeni, zaś rośliny wodne zaopatrują się w nią przez dyfuzję z otaczającego środowiska. Z kolei dwutlenek węgla dyfunduje do rośliny przez szparki – maleńkie otworki otoczone komórkami szparkowymi. CO2 używany jest nieprzerwanie w procesie fotosyntezy, zatem jego stężenie w komórkach roślinnych jest nieco niższe niż w atmosferze, co powoduje ciągłą jego dyfuzję do komórek liścia. Natomiast przez szparki na zewnątrz liścia dyfunduje tlen wydzielający się podczas fotosyntezy (aparaty szparkowe u roślin lądowych znajdują się na spodniej stronie liścia, a u roślin, których liście ścielą się na powierzchni wody – np. rzęsa, grzybienie – aparaty szparkowe umieszczone są na stronie wierzchniej; na 1 mm2 powierzchni liścia przypada od 40 do 500 aparatów szparkowych). Tworzące się w tym procesie cukry przemieszczają się z miejsc, w których powstają do miejsc o niższym natężeniu. Uczestniczący w fotosyntezie chlorofil – zielony barwnik – pochłania widzialne promieniowanie świetlne o pewnych długościach fal(4) . Cząsteczki chlorofilu składają się z wielu atomów węgla i azotu połączonych w skomplikowany pierścień, w którego centrum występuje atom magnezu połączony z dwoma spośród czterech atomów azotu.
Cząsteczka chlorofilu jest „układem sprzężonych, występujących na przemian w pierścieniu wiązań podwójnych i pojedynczych” (5). Umożliwia to wiele transformacji. Cząsteczka chlorofilu jest układem rezonansowym, z możliwością różnorodnego rozmieszczania elektronów zewnętrznych bez jakichkolwiek przesunięć atomów wchodzących w jego skład, co zapewnia cząsteczce stabilność. Układ sprzężonych pojedynczych i podwójnych wiązań zawiera ruchliwe elektrony π, które są połączone z układem sprzężonym jako całością. Do przesunięcia takich elektronów na orbitach o wyższym poziomie energetycznym potrzebna jest niewielka ilość energii(6) . Wyróżniamy kilka odmian chlorofilu, z których dwie najważniejsze otrzymały nazwy: chlorofil a i chlorofil b. Ten drugi ma o jeden atom tlenu więcej i o dwa atomy wodoru miej niż chlorofil a. Wszystkie rośliny zielone i glony zawierają chlorofil a. Natomiast chlorofil b nie występuje u wielu glonów oraz u pewnych innych roślin. Oprócz chlorofilu rośliny zawierają inne barwniki, które pochłaniają energię świetlną i przekazują ją chlorofilowi, np. ciemnopomarańczowy karoten, żółty ksantofil. Krasnorosty i sinice zawierają fikocyjaninę i fikoerytrynę – wykazujące dużą wydajność fotosyntetyczną. Chlorofile najsilniej pochłaniają promieniowanie czerwone i niebieskie. Zespół cząsteczek barwników absorbujących energię świetlną i przekazujących ją do cząsteczki chlorofilu określa się terminem jednostki fotosyntetycznej. W cząsteczce chlorofilu następuje przekształcenie energii świetlnej w chemiczną. Każda jednostka fotosyntetyczna absorbuje światło, gromadzi je i dostarcza do tej cząsteczki chlorofilu, która uczestniczy w reakcji fotochemicznej (7).
http://www.edukacja.edux.pl/p-12478-fotosynteza.php