Fotosinteza

Descriere generala a fotosintezei

Haideti sa vorbim despre unul dintre

cele mai importante procese biologice.

De fapt, daca acest proces nu ar fi avut loc, probabil

ca nu ar exista viata pe Pamant, si eu nu as fi facut acest

clip pentru voi, deoarece nu ar fi existat un loc de unde as fi putut

sa obtin mancare.

Iar acest proces este numit fotosinteza.

Si probabil ca sunteti destul de familiarizati cu acest fenomen.

Fenomentul este asociat cu plantele, si de fapt si cu bacteriile si algele

si alte lucruri, dar de obicei

este asociat cu plantele.

In termeni simpli,

il asociem cu plantele.

Este un proces folosit de plante

si l-am invatat cand eram mai mici.

Procesul in care plantele iau dioxid de

carbon, plus apa si razele soarelui si il

transforma in zahar si chiar carbohidrati

Carbohidrati sau glucide plus oxigen.

Evident, rezulta doua componente foarte

importante pentru noi ca organisme vii.

Unu: avem nevoie de carbohidrati/glucide

pentru a ne alimenta.

Ati vazut asta in clipul despre respiratia celulara.

Generam moleculele ATP prin respiratia celulara,

care nu este altceva decat un subprodus sau

un carbohidrat descompus.

Este cel mai simplu pentru noi sa il procesam in

Cea de a doua parte foarte importanta este

obtinerea oxigenului.

Avem nevoie sa respiram oxigen pentru a putea

descompune glucoza, a respira

si pentru respiratia celulara.

Asadar aceste doua componente sunt esentiale pentru viata, in special pentru

organismele care inspira oxigen.

In concluzie acest proces, pe langa faptul ca este

interesant, exista organisme in jurul nostru, majoritatea

plante, care sunt capabile sa valorifice radiatia solara.

Exista aceste reactii de fuziune in soare la

o distanta de 93 de milione kilometri, si care emite acesti fotoni,

si o mica parte dintre acestia ajung

la suprafata pamantului.

Iti fac drum printre nori si orice altceva mai exista acolo,

Dupa care aceste plante, bacterii si alge sunt capabile

sa ii valorifice si sa ii transforme in glucide astfel ca noi

sa le putem manca sau ca vacile sa le poate manca si noi sa mancam vacile daca

nu suntem vegetarieni, si atfel noi putem intrebuinta acea energie.

Nu ca vaca ar fi numai carbohidrati, dar aceasta este

in esenta ceea ce este folosit ca combustibil sau energie pentru

toate celelalte componente pe care noi le mancam.

Aceasta este modalitatea prin care noi obtinem tot "combustibilul" necesar vietii.

Asta fiind valabil si pentru animale.

Sau de exemplu, daca mancati un cartof,

preluati direct carbohidratii necesari.

Chiar daca aceasta este o definitie foarte simpla

a fotosintezei, ea nu este incorecta.

In principiu, daca ar trebui sa retinem un lucru despre fotosinteza

acesta ar fi.

Dar acum sa studiem mai amanuntit si sa incercam

sa deslusim cele mai importante aspecte si sa vedem daca putem intelege un pic mai bine

cum functioneaza exact.

Mi se pare extraordinar faptul ca fotoni de ratie solara sunt folositi

pentru crearea acestor molecule de glucide sau

Asadar sa cercetam putin mai amanuntit.

Putem scrie ecutia generala a fotosintezei.

Ei bine, aproape am scris-o aici.

Dar acum o voi scrie mai amanuntit din punct de vedere stiintific.

Incepem cu bioxidul de carbon.

Acestuia i se adauga apa, si apoi - in loc

de radiatie solara, o sa ii denumesc fotoni pentru ca ei sunt ceea ce

stimuleaza electronii din clorofila care

dispar, si veti vedea acest proces probabil in acest

clip, si vom intra in mai multe detalii in clipurile viitoare.

Dar acel electron stimulat ajunge la un stadiu inalt de energie, si pe masura

ce coboara, este capabil sa valorifice

acea energie pentru a produce ATP-uri, si veti vedea si NAHPHs-uri, iar

aceia sunt folositi pentru a produce carbohidrati.

Dar o sa vedem acest lucru putin mai tarziu.

Dar pentru o imagine de ansamblu a fotosintezei, se incepe

cu aceste componente, pentru ca in final sa obtinem

carbohidrati.

Un carbohidrat poate fi glucoza,

dar nu trebuie sa fie glucoza neaparat.

Asadar in general putem spune ca un carbohidrat este CH2O.

Si punem un "n" aici, pentru ca putem avea multiplu de n

si in mod normal n va fi cel putin trei.

In cazul glucozei, n este 6.

Avem 6 de carbon, 12 hidrogen si 6 oxigen.

Asadar acesta este un termen general pentru carbohidrati, dar putem

avea mai multe multiple ale acestuia.

Poti avea acesti carbohidrati, astfel ca

in final se optine un carbohidrat si

dupa se obtine niste oxigen.

In concluzie ceea ce am scris aici nu este atat de diferit de ceea ce

am descris prima data despre cum ne imaginam

fotosinteza.

Pentru a egala aceasta ecuatie - sa vedem, am un n

carbon deci am nevoie de n carbon acolo.

Aici am 2n hidrogen.

Doi hidrogen si am n acolo, deci am nevoie de 2n

hidrogen aici.

Deci o sa pun un n acolo.

Si acum sa vedem cati de oxigen avem.

Am 2n oxigen, plus inca un n, deci

am 3n oxigen.

Deci sa vedem, am un n, si punem un n aici, si

apoi am 2n, si cred ca ecuatia este echilibrata.

Aceasta este o vedere de la aproximativ 9000 m distanta a ceea ce se petrece

in fotosinteza.

Dar daca sapam putin mai adanc, veti vedea ca

nu se intampla direct, si toate acestea au loc in mai multe

etape pentru care in final sa obtinem carbohidrati.

Asadar in general putem descompune fotosinteza.

Voi rescrie cuvantul.

Putem descopmpune fotosinteza - si

in clipurile viitoare vom aprofunda, dar vreau sa va arat

prima data o imagine de ansamblu - in doua etape.

Pe prima o putem numi reactii la lumina.

Sau mai sunt cateodata cunoscute si ca reactii dependente de lumina.

si este probabil cel mai bine

sa o descriem asa.

O sa o scriu in acest fel.

Dependenta de lumina inseamna ca este nevoie de lumina pentru a fi produse.

Reactii dependente de lumina.

Si avem asa numitele reactii la intuneric, care

este de fapt un termen neadecvat, pentru ca acestea

au loc la lumina.

Reactiile la intuneric, le-am scris cu o culoare mai inchisa.

Si am spus ca este un termen neadecvat pentru ca

au loc la lumina.

Dar motivul pentru care sunt probabil denumite asa

este pentru ca nu au nevoie de lumina, sau aceea parte

a fotosintezei nu depinde de fotoni pentru a avea loc.

Asadar un termen mai portivit ar fi fost acela de

reactii independente de lumina.

Pentru a clarifica, reactiile la lumina

au nevoie de radiatia solara.

De fapt, au nevoie de fotoni pentru a avea loc.

Reactiile la intuneric nu au nevoie de fotoni petru a avea loc

cu toate ca au loc cand soarele nu este prezent.

Nu au nevoie de acei fotoni, dar au nevoie de subprodusele rezultate

in urma reactie la lumina, si de aceea sunt

denumite reactii independente de lumina.

Au loc cand soarele nu este prezent si

nu au nevoie de acesta.

Acesta are nevoie de soare; pentru a intelege mai clar.

Acesta are nevoie de razele solare.

Acesta are nevoie de fotoni.

Si acum o sa fac un rezumat.

Acesta ne va permite sa construim un schelet pe care

vom cladi mai departe.

Asadar, reactiile la lumina au nevoie de fotoni, si

dupa acea de apa.

Astfel apa intra in reactiile la lumina si iese pe partea

cealalta a acestora.

Obtinem oxigen molecular.

Asadar asta are loc in cadrul reactiilor la lumina, si

acum voi detalia ceea ce se intampla cu adevarat.

Reactiile la lumina produc ATP-uri, care stim ca

sunt moneda de schimb celulara sau biologica a energiei.

Produce ATP-uri si produce NADPH-uri.

Cand am studiat respiratia celulara, am vazut

moleculele NADH.

NADPH sunt similare acestora.

Mai adaugam un P aici.

Este un fosfat (P) care de fapt

produce mecanisme similare. Acest agent de aici

molecula asta de aici este capabila sa - sa ne

gandim bine la ce insemana de fapt - este capabil sa elimine

hidrogen si electronul asociat acestui hidrogen.

Asadar, daca dam un electron altcuiva sau

acel cineva primeste un electron, acel ceva

este redus.

O sa scriu aici.

Este bine sa il tinem minte.

OIL RIG

Prin oxidare se pierde un electron.

Prin reductie se castiga un electron.

Sarcina este redusa cand castigi un electron.

Are o sarcina negativa.

Asadar acesta este un agent de reductie.

Se oxideaza prin pierderea hidrogenului si

a electronului acestuia.

Exista o intreaga discutie despre oxidarea

din puct de vedere biologic versus chimic, dar in principiu este acelasi lucru.

Cand se pierde H se pierde si retinerea

electronul acestuia.

Cand reactioneaza cu alte elemente

este un agent de reductie.

Cedeaza H si electronul asociat de el

si celalalt este redus

si acesta este un agent de reducere.

Lucrul util in privinta lui este cand H si in special

electronul asociat hidrogenului, pleaca

de la NADPH spre, sa zicem, o alta molecula si ajunge

la un nivel de energie mai scazut, acea energie poate fi folosita

si in cadrul reactiilor la intuneric.

Am vazut in respiratia celulara aceleasi

molecule asemanatoare - NADH, care in cadrul Ciclului Kreb sau

si mai important, in cadrul retelei de transport a electronilor,

a fost capabil sa produca ATP pe masura ce pierdea electronii

si ajungeau la nivele mai scazute de energie.

Dar nu vreau sa va zapacesc prea mult.

Asadar, reactiile la lumina, avem fotoni, avem

apa, da afara oxigen, precum si ATP si NADPH

care pot fi folosite in cadrul reactiilor la intuneric.

Reactiile la intuneric, pentru majoritatea plantelor,

reprezinta Ciclul Calvin.

Si o sa intru in detalii cu ce se petrece in

Ciclul Calvin, ia ATP, NADPH si

produce, dar nu direct, glucoza

Produce...o! dar probabil ca stiti,

O poti numi PGAL.

O poti numi G3P.

Toate reprezinta, stati sa scriu, este

Fosfogliceraldahida

S-a stricat scrisul

Sau iti poti spune gliceraldehida 3 fosfat

Aceleasi molecule.

Ti-o poti imagina ca o, foarte foarte simplificata

grupa de 3 carbon fosfat

atasat de ea.

Poate fi folosita sa produca alti

carbohidrati si glucoze. Daca ai doua

le poti folosi pe amandoua

pentru a produce glucoza

Sa recapitulam, pt ca este important

O sa fac video despre etapa de lumina

si etapa de intuneric.

Vor fi urmatoarele video

Deci, in fotosinteza incepi cu fotoni