Bolje je razložiti tako obsežno gradivo, kot je fotosinteza, v dveh seznanjenih lekcijah - potem se celovitost dojemanja teme ne izgubi. Lekcija se mora začeti z zgodovino preučevanja fotosinteze, strukture kloroplastov in laboratorijskega dela o preučevanju listnih kloroplastov. Po tem je treba preiti na preučevanje svetle in temne faze fotosinteze. Pri razlagi reakcij, ki se pojavljajo v teh fazah, je treba sestaviti splošen diagram:
Kot pojasnjujete, morate risati diagram svetlobne faze fotosinteze.
1. Absorpcija kvanta svetlobe s strani molekule klorofila, ki se nahaja v grana tilakoidnih membranah, povzroči izgubo enega elektrona in ga prenese v vzbujeno stanje. Elektroni se prenašajo vzdolž transportne verige elektronov, kar povzroči redukcijo NADP + v NADP H.
2. Mesto sproščenih elektronov v molekulah klorofila prevzamejo elektroni molekul vode – tako pride do razgradnje vode (fotolize) pod vplivom svetlobe. Nastali hidroksili OH– postanejo radikali in se združijo v reakciji 4 OH – → 2 H 2 O +O 2, kar vodi do sproščanja prostega kisika v ozračje.
3. Vodikovi ioni H+ ne prodrejo skozi tilakoidno membrano in se kopičijo v njej, jo pozitivno naelektrijo, kar povzroči povečanje električne potencialne razlike (EPD) preko tilakoidne membrane.
4. Ko je dosežen kritični REF, protoni hitijo navzven skozi protonski kanal. Ta tok pozitivno nabitih delcev se uporablja za proizvodnjo kemične energije s posebnim encimskim kompleksom. Nastale molekule ATP se premaknejo v stromo, kjer sodelujejo v reakcijah fiksacije ogljika.
5. Vodikovi ioni, sproščeni na površino tilakoidne membrane, se združijo z elektroni in tvorijo atomski vodik, ki se uporablja za obnovo NADP + transporterja.
Sponzor članka je skupina podjetij Aris. Proizvodnja, prodaja in najem gradbenih odrov (okvirna fasada LRSP, okvirna stolpnica A-48 itd.) In stolpov (PSRV "Aris", PSRV "Aris compact" in "Aris-dacha", ploščadi). Objemke za odre, gradbene ograje, nosilci koles za stolpe. Več o podjetju, katalog izdelkov in cene, kontakte lahko izveste na spletni strani, ki se nahaja na: http://www.scaffolder.ru/.
Po obravnavi tega vprašanja in ponovni analizi v skladu s sestavljenim diagramom študente povabimo, da izpolnijo tabelo.
Tabela. Reakcije svetle in temne faze fotosinteze
Ko izpolnite prvi del tabele, lahko nadaljujete z analizo temna faza fotosinteze.
V stromi kloroplasta so stalno prisotne pentoze – ogljikovi hidrati, ki so petogljikove spojine, ki nastajajo v Calvinovem ciklu (cikel fiksacije ogljikovega dioksida).
1. Pentozi se doda ogljikov dioksid, pri čemer nastane nestabilna šestogljikova spojina, ki razpade na dve molekuli 3-fosfoglicerinske kisline (PGA).
2. Molekule PGA sprejmejo eno fosfatno skupino iz ATP in se obogatijo z energijo.
3. Vsaka od FHA veže en atom vodika z dveh nosilcev in se spremeni v triozo. Trioze se združijo v glukozo in nato škrob.
4. Molekule trioze, ki se združujejo v različnih kombinacijah, tvorijo pentoze in so ponovno vključene v cikel.
Skupna reakcija fotosinteze:
Shema. Postopek fotosinteze
Test
1. Fotosinteza poteka v organelih:
a) mitohondrije;
b) ribosomi;
c) kloroplasti;
d) kromoplasti.
2. Pigment klorofil je koncentriran v:
a) kloroplastna membrana;
b) stroma;
c) zrna.
3. Klorofil absorbira svetlobo v območju spektra:
a) rdeče;
b) zelena;
c) vijolična;
d) po vsej regiji.
4. Prosti kisik med fotosintezo se sprosti med razgradnjo:
a) ogljikov dioksid;
b) ATP;
c) NADP;
d) vodo.
5. Prosti kisik nastaja v:
a) temna faza;
b) svetlobna faza.
6. V svetlobni fazi fotosinteze ATP:
a) sintetiziran;
b) razcepi.
7. V kloroplastu se primarni ogljikovi hidrati tvorijo v:
a) svetla faza;
b) temna faza.
8. NADP je potreben v kloroplastu:
1) kot past za elektrone;
2) kot encim za tvorbo škroba;
3) kot sestavni del kloroplastne membrane;
4) kot encim za fotolizo vode.
9. Fotoliza vode je:
1) kopičenje vode pod vplivom svetlobe;
2) disociacija vode na ione pod vplivom svetlobe;
3) sproščanje vodne pare skozi stomate;
4) vbrizgavanje vode v liste pod vplivom svetlobe.
10. Pod vplivom svetlobnih kvantov:
1) klorofil se pretvori v NADP;
2) elektron zapusti molekulo klorofila;
3) kloroplast se poveča v prostornini;
4) klorofil se pretvori v ATP.
LITERATURA
Bogdanova T.P., Solodova E.A. Biologija. Priročnik za srednješolce in kandidate na univerzah. – M.: LLC “AST-Press School”, 2007.
Fotosinteza je precej zapleten proces in vključuje dve fazi: svetlobo, ki vedno poteka izključno na svetlobi, in temo. Vsi procesi se odvijajo znotraj kloroplastov na posebnih majhnih organih - tilakoidih. Med svetlobno fazo klorofil absorbira kvant svetlobe, kar povzroči nastanek molekul ATP in NADPH. Voda nato razpade, tvorijo vodikove ione in sprostijo molekulo kisika. Postavlja se vprašanje, kaj so te nerazumljive skrivnostne snovi: ATP in NADH?
ATP je posebna organska molekula, ki jo najdemo v vseh živih organizmih in se pogosto imenuje "energijska" valuta. Prav te molekule vsebujejo visokoenergijske vezi in so vir energije pri vseh organskih sintezah in kemičnih procesih v telesu. No, NADPH je pravzaprav vir vodika, uporablja se neposredno pri sintezi visokomolekularnih organskih snovi - ogljikovih hidratov, ki se pojavi v drugi, temni fazi fotosinteze z uporabo ogljikovega dioksida. A vzemimo stvari po vrsti.
Svetlobna faza fotosinteze
Kloroplasti vsebujejo veliko molekul klorofila in vsi absorbirajo sončno svetlobo. Hkrati svetlobo absorbirajo drugi pigmenti, vendar ne morejo izvajati fotosinteze. Sam proces poteka le v nekaterih molekulah klorofila, ki jih je zelo malo. Druge molekule klorofila, karotenoidov in drugih snovi tvorijo posebne antene in komplekse za zbiranje svetlobe (LHC). Tako kot antene absorbirajo kvante svetlobe in prenašajo vzbujanje v posebne reakcijske centre ali pasti. Ti centri se nahajajo v fotosistemih, od katerih imajo rastline dva: fotosistem II in fotosistem I. Vsebujejo posebne molekule klorofila: v fotosistemu II - P680 in v fotosistemu I - P700. Absorbirajo svetlobo točno te valovne dolžine (680 in 700 nm).
Na diagramu je bolj jasno, kako vse izgleda in se dogaja med svetlobno fazo fotosinteze.
Na sliki vidimo dva fotosistema s klorofiloma P680 in P700. Slika prikazuje tudi nosilce, skozi katere poteka transport elektronov.
Torej: obe molekuli klorofila dveh fotosistemov absorbirata svetlobni kvant in se vzbujata. Elektron e- (rdeč na sliki) se premakne na višjo energijsko raven.
Vzbujeni elektroni imajo zelo visoko energijo, odcepijo se in vstopijo v posebno verigo prenašalcev, ki se nahajajo v membranah tilakoidov - notranjih strukturah kloroplastov. Slika prikazuje, da gre iz fotosistema II iz klorofila P680 elektron v plastokinon, iz fotosistema I pa iz klorofila P700 v feredoksin. V samih molekulah klorofila se namesto elektronov po njihovi odstranitvi oblikujejo modre luknje s pozitivnim nabojem. Kaj narediti?
Da bi nadomestili pomanjkanje elektrona, molekula klorofila P680 fotosistema II sprejema elektrone iz vode in nastajajo vodikovi ioni. Poleg tega se zaradi razgradnje vode v ozračje sprošča kisik. In molekula klorofila P700, kot je razvidno iz slike, nadomesti pomanjkanje elektronov preko sistema nosilcev iz fotosistema II.
Na splošno, ne glede na to, kako težko je, je natanko tako svetlobna faza fotosinteze, njeno glavno bistvo pa je prenos elektronov. Iz slike je razvidno tudi, da se vzporedno s transportom elektronov skozi membrano premikajo vodikovi ioni H+, ki se kopičijo v tilakoidu. Ker jih je tam veliko, se premikajo navzven s pomočjo posebnega konjugacijskega faktorja, ki je na sliki, prikazani desno, oranžen in izgleda kot goba.
Nazadnje vidimo zadnji korak transporta elektronov, ki ima za posledico nastanek prej omenjene spojine NADH. In zaradi prenosa H+ ionov se sintetizira energijska valuta - ATP (na sliki desno).
Torej, svetlobna faza fotosinteze je zaključena, kisik se sprosti v ozračje, nastaneta ATP in NADH. kaj sledi Kje je obljubljena organska snov? In potem pride temna faza, ki je sestavljena predvsem iz kemičnih procesov.
Temna faza fotosinteze
Za temno fazo fotosinteze je ogljikov dioksid – CO2 – bistvena sestavina. Zato ga mora rastlina nenehno absorbirati iz ozračja. V ta namen so na površini lista posebne strukture - stomati. Ko se odprejo, CO2 vstopi v list, se raztopi v vodi in reagira s svetlobno fazo fotosinteze.
Med svetlobno fazo se pri večini rastlin CO2 veže na petogljikovo organsko spojino (ki je veriga petih molekul ogljika), kar ima za posledico dve molekuli triogljikove spojine (3-fosfoglicerinske kisline). Ker Primarni rezultat so ravno te triogljikove spojine; rastline s to vrsto fotosinteze imenujemo rastline C3.
Nadaljnja sinteza v kloroplastih je precej zapletena. Na koncu nastane šestogljikova spojina, iz katere se nato lahko sintetizira glukoza, saharoza ali škrob. V obliki teh organskih snovi rastlina kopiči energijo. Le majhen del jih ostane v listu in se porabi za njene potrebe. Preostali ogljikovi hidrati potujejo po rastlini in gredo točno tja, kjer je energija najbolj potrebna, na primer na rastnih točkah.
In NADP·H 2, pridobljen v svetlobni fazi. Natančneje: v temni fazi je vezan ogljikov dioksid (CO 2).
Ta proces je večstopenjski; v naravi obstajata dve glavni poti: C 3 -fotosinteza in C 4 -fotosinteza. Latinska črka C označuje ogljikov atom, številka za njo pa število ogljikovih atomov v primarnem organskem produktu temne faze fotosinteze. Tako se v primeru poti C 3 primarni produkt šteje za fosfoglicerinsko kislino s tremi ogljikovimi atomi, označeno kot PGA. V primeru poti C4 je prva organska snov, ki veže ogljikov dioksid, štiriogljikova oksaloocetna kislina (oksaloacetat).
Fotosintezo C 3 imenujemo tudi Calvinov cikel po znanstveniku, ki jo je proučeval. Fotosinteza C 4 vključuje Calvinov cikel, vendar ni sestavljen samo iz njega in se imenuje Hatch-Slackov cikel. V zmernih širinah so pogoste rastline C3, v tropskih širinah - rastline C4.
Temne reakcije fotosinteze potekajo v stromi kloroplasta.
Calvinov cikel
Prva reakcija Calvinovega cikla je karboksilacija ribuloza-1,5-bisfosfata (RiBP). karboksilacija- to je adicija molekule CO 2, pri čemer nastane karboksilna skupina -COOH. RiBP je riboza (sladkor s petimi ogljikovimi atomi) s fosfatnimi skupinami (ki jih tvori fosforna kislina), pritrjenimi na končne ogljikove atome:
Kemijska formula RiBP
Reakcijo katalizira encim ribuloza-1,5-bisfosfat karboksilaza oksigenaza ( RubisKO). Lahko katalizira ne samo vezavo ogljikovega dioksida, ampak tudi kisika, kot nakazuje beseda "oksigenaza" v njegovem imenu. Če RuBisCO katalizira reakcijo dodajanja kisika substratu, potem temna faza fotosinteze ne poteka več po poti Calvinovega cikla, temveč po poti fotorespiracija, ki je v bistvu škodljiva za rastlino.
Kataliza reakcije dodajanja CO 2 v RiBP poteka v več korakih. Posledično nastane nestabilna šestogljikova organska spojina, ki takoj razpade na dve triogljikovi molekuli fosfoglicerinske kisline
Kemijska formula fosfoglicerinske kisline
Nato se PGA pretvori v fosfogliceraldehid (PGA), imenovan tudi trioza fosfat.
Manjši del PHA zapusti Calvinov cikel in se porabi za sintezo kompleksnejših organskih snovi, kot je glukoza. Ta pa lahko polimerizira v škrob. Druge snovi (aminokisline, maščobne kisline) nastajajo s sodelovanjem različnih izhodnih snovi. Takšne reakcije opazimo ne le v rastlinskih celicah. Če torej fotosintezo obravnavamo kot edinstven pojav celic, ki vsebujejo klorofil, se konča s sintezo PHA in ne glukoze.
Večina molekul PHA ostane v Calvinovem ciklu. Pri njem pride do vrste transformacij, zaradi katerih se PHA spremeni v RiBP. Pri tem se uporablja tudi energija ATP. Tako se RiBP regenerira, da veže nove molekule ogljikovega dioksida.
Cikel Hatch-Slack
Pri mnogih rastlinah v vročih habitatih je temna faza fotosinteze nekoliko bolj zapletena. V procesu evolucije je fotosinteza C 4 nastala kot učinkovitejši način fiksiranja ogljikovega dioksida, ko se je količina kisika v atmosferi povečala, RuBisCO pa se je začel zapravljati za neučinkovito fotorespiracijo.
V rastlinah C4 obstajata dve vrsti fotosintetskih celic. V kloroplastih mezofila listov poteka svetla faza fotosinteze in del temne faze, in sicer vezava CO 2 na fosfoenolpiruvat(FEP). Posledično nastane štiriogljikova organska kislina. Ta kislina se nato prenese v kloroplaste celic ovojnice žilnega snopa. Tu se od njega encimsko odcepi molekula CO 2, ki nato vstopi v Calvinov cikel. Triogljikova kislina, ki ostane po dekarboksilaciji, je piruvic- se vrne v celice mezofila, kjer se ponovno pretvori v PEP.
Čeprav je cikel Hatch-Slack bolj energetsko potratna različica temne faze fotosinteze, je encim, ki veže CO 2 in PEP, učinkovitejši katalizator kot RuBisCO. Poleg tega ne reagira s kisikom. Prenos CO 2 s pomočjo organske kisline v globlje celice, do katerih je pretok kisika otežen, vodi do dejstva, da se koncentracija ogljikovega dioksida tukaj poveča, RuBisCO pa se skoraj ne porabi za vezavo molekularnega kisika.
- sinteza organskih snovi iz ogljikovega dioksida in vode z obvezno uporabo svetlobne energije:
6CO 2 + 6H 2 O + Q svetloba → C 6 H 12 O 6 + 6O 2.
Pri višjih rastlinah je organ fotosinteze list, organeli fotosinteze so kloroplasti (zgradba kloroplastov je predavanje št. 7). Membrane kloroplastnih tilakoidov vsebujejo fotosintetske pigmente: klorofile in karotenoide. Obstaja več različnih vrst klorofila ( a, b, c, d), glavni je klorofil a. V molekuli klorofila je mogoče razlikovati porfirinsko "glavo" z atomom magnezija v sredini in fitol "rep". Porfirinska "glava" je ploščata struktura, je hidrofilna in zato leži na površini membrane, ki je obrnjena proti vodnemu okolju strome. Fitolni »rep« je hidrofoben in zaradi tega zadržuje molekulo klorofila v membrani.
Klorofili absorbirajo rdečo in modro-vijolično svetlobo, odbijajo zeleno in zato dajejo rastlinam značilno zeleno barvo. Molekule klorofila v tilakoidnih membranah so organizirane v fotosistemi. Rastline in modrozelene alge imajo fotosistem-1 in fotosistem-2, fotosintetske bakterije pa fotosistem-1. Samo fotosistem-2 lahko razgradi vodo, da sprosti kisik in vzame elektrone iz vodika vode.
Fotosinteza je kompleksen večstopenjski proces; reakcije fotosinteze delimo v dve skupini: reakcije svetlobna faza in reakcije temna faza.
Svetlobna faza
Ta faza poteka samo ob prisotnosti svetlobe v tilakoidnih membranah s sodelovanjem klorofila, transportnih proteinov elektronov in encima ATP sintetaze. Pod vplivom kvanta svetlobe se elektroni klorofila vzbudijo, zapustijo molekulo in vstopijo na zunanjo stran tilakoidne membrane, ki na koncu postane negativno nabita. Oksidirane molekule klorofila se reducirajo in jemljejo elektrone iz vode, ki se nahaja v intratilakoidnem prostoru. To vodi do razgradnje ali fotolize vode:
H 2 O + Q svetloba → H + + OH - .
Hidroksilni ioni oddajo svoje elektrone in postanejo reaktivni radikali. OH:
OH - → .OH + e - .
OH radikali se združijo v vodo in prosti kisik:
4ŠT. → 2H 2 O + O 2.
V tem primeru se kisik odstrani v zunanje okolje, protoni pa se kopičijo znotraj tilakoida v "protonskem rezervoarju". Zaradi tega je tilakoidna membrana na eni strani pozitivno nabita zaradi H +, na drugi strani pa zaradi elektronov negativno nabita. Ko potencialna razlika med zunanjo in notranjo stranjo tilakoidne membrane doseže 200 mV, se protoni potisnejo skozi kanale ATP sintetaze in ADP se fosforilira v ATP; Atomski vodik se uporablja za obnovitev specifičnega nosilca NADP + (nikotinamid adenin dinukleotid fosfat) v NADPH 2:
2H + + 2e - + NADP → NADPH 2.
Tako v svetlobni fazi pride do fotolize vode, ki jo spremljajo trije pomembni procesi: 1) sinteza ATP; 2) tvorba NADPH 2; 3) tvorba kisika. Kisik difundira v atmosfero, ATP in NADPH 2 se prenašata v stromo kloroplasta in sodelujeta v procesih temne faze.
1 - stroma kloroplasta; 2 - grana tilakoid.
Temna faza
Ta faza se pojavi v stromi kloroplasta. Njegove reakcije ne zahtevajo svetlobne energije, zato se ne odvijajo samo na svetlobi, ampak tudi v temi. Reakcije temne faze so veriga zaporednih transformacij ogljikovega dioksida (prihaja iz zraka), ki vodijo do nastanka glukoze in drugih organskih snovi.
Prva reakcija v tej verigi je fiksacija ogljikovega dioksida; Akceptor ogljikovega dioksida je sladkor s petimi ogljikovimi atomi. ribuloza bifosfat(RiBF); encim katalizira reakcijo Ribuloza bifosfat karboksilaza(RiBP karboksilaza). Kot posledica karboksilacije ribuloznega bisfosfata nastane nestabilna šestogljikova spojina, ki takoj razpade na dve molekuli. fosfoglicerinske kisline(FGK). Nato pride do cikla reakcij, v katerih se fosfoglicerinska kislina prek niza intermediatov pretvori v glukozo. Te reakcije uporabljajo energijo ATP in NADPH 2, ki nastaneta v svetlobni fazi; Cikel teh reakcij se imenuje "Calvinov cikel":
6CO 2 + 24H + + ATP → C 6 H 12 O 6 + 6H 2 O.
Poleg glukoze med fotosintezo nastajajo tudi drugi monomeri kompleksnih organskih spojin - aminokisline, glicerol in maščobne kisline, nukleotidi. Trenutno obstajata dve vrsti fotosinteze: C 3 - in C 4 fotosinteza.
C 3-fotosinteza
To je vrsta fotosinteze, pri kateri so prvi produkt triogljikove (C3) spojine. Fotosintezo C 3 so odkrili pred fotosintezo C 4 (M. Calvin). To je fotosinteza C 3, ki je opisana zgoraj, pod naslovom "Temna faza". Značilnosti fotosinteze C 3: 1) akceptor ogljikovega dioksida je RiBP, 2) reakcijo karboksilacije RiBP katalizira karboksilaza RiBP, 3) kot posledica karboksilacije RiBP nastane šestogljikova spojina, ki razpade na dva PGA. FGK je obnovljena trioza fosfati(TF). Nekaj TF se porabi za regeneracijo RiBP, nekaj pa se pretvori v glukozo.
1 - kloroplast; 2 - peroksisom; 3 - mitohondriji.
To je od svetlobe odvisna absorpcija kisika in sproščanje ogljikovega dioksida. V začetku prejšnjega stoletja je bilo ugotovljeno, da kisik zavira fotosintezo. Kot se je izkazalo, je substrat za karboksilazo RiBP lahko ne le ogljikov dioksid, ampak tudi kisik:
O 2 + RiBP → fosfoglikolat (2C) + PGA (3C).
Encim se imenuje RiBP oksigenaza. Kisik je konkurenčni zaviralec fiksacije ogljikovega dioksida. Fosfatna skupina se odcepi in fosfoglikolat postane glikolat, ki ga mora rastlina uporabiti. Vstopi v peroksisome, kjer se oksidira v glicin. Glicin vstopi v mitohondrije, kjer se oksidira v serin, pri čemer se izgubi že fiksiran ogljik v obliki CO 2. Posledično se dve molekuli glikolata (2C + 2C) pretvorita v eno PGA (3C) in CO 2. Fotorespiracija vodi do zmanjšanja pridelka rastlin C3 za 30-40% ( S 3 rastlinami- rastline, za katere je značilna fotosinteza C 3).
Fotosinteza C 4 je fotosinteza, pri kateri so prvi produkt spojine s štirimi ogljiki (C 4). Leta 1965 so ugotovili, da so pri nekaterih rastlinah (sladkorni trs, koruza, sirek, proso) prvi produkti fotosinteze štiriogljikove kisline. Te rastline so se imenovale S 4 rastlinami. Leta 1966 sta avstralska znanstvenika Hatch in Slack pokazala, da C4 rastline praktično nimajo fotorespiracije in veliko bolj učinkovito absorbirajo ogljikov dioksid. Pot ogljikovih transformacij v rastlinah C 4 se je začela imenovati avtor Hatch-Slack.
Za rastline C 4 je značilna posebna anatomska zgradba lista. Vsi žilni snopi so obdani z dvojno plastjo celic: zunanja plast so celice mezofila, notranja plast pa celice ovojnice. Ogljikov dioksid je fiksiran v citoplazmi mezofilnih celic, akceptor je fosfoenolpiruvat(PEP, 3C), kot posledica karboksilacije PEP nastane oksaloacetat (4C). Proces je kataliziran PEP karboksilaza. Za razliko od RiBP karboksilaze ima PEP karboksilaza večjo afiniteto za CO 2 in, kar je najpomembnejše, ne interagira z O 2 . Mezofilni kloroplasti imajo veliko zrn, kjer aktivno potekajo reakcije svetlobne faze. Reakcije temne faze potekajo v kloroplastih celic ovojnice.
Oksaloacetat (4C) se pretvori v malat, ki se prenaša skozi plazmodezmate v celice ovojnice. Tu se dekarboksilira in dehidrogenira, da nastane piruvat, CO 2 in NADPH 2 .
Piruvat se vrne v celice mezofila in se regenerira z uporabo energije ATP v PEP. CO 2 ponovno fiksira RiBP karboksilaza, da nastane PGA. Regeneracija PEP zahteva energijo ATP, zato zahteva skoraj dvakrat toliko energije kot fotosinteza C 3 .
Pomen fotosinteze
Zahvaljujoč fotosintezi se vsako leto iz ozračja absorbira milijarde ton ogljikovega dioksida in sprosti milijarde ton kisika; fotosinteza je glavni vir tvorbe organskih snovi. Kisik tvori ozonski plašč, ki ščiti žive organizme pred kratkovalovnim ultravijoličnim sevanjem.
Med fotosintezo zeleni list porabi le približno 1% sončne energije, ki pade nanj; produktivnost je približno 1 g organske snovi na 1 m2 površine na uro.
Kemosinteza
Imenuje se sinteza organskih spojin iz ogljikovega dioksida in vode, ki se ne izvaja zaradi energije svetlobe, temveč zaradi energije oksidacije anorganskih snovi. kemosinteza. Kemosintetični organizmi vključujejo nekatere vrste bakterij.
Nitrifikacijske bakterije amoniak oksidira v dušikovo in nato v dušikovo kislino (NH 3 → HNO 2 → HNO 3).
Železove bakterije pretvori železovo železo v železov oksid (Fe 2+ → Fe 3+).
Žveplove bakterije oksidirajo vodikov sulfid v žveplo ali žveplovo kislino (H 2 S + ½O 2 → S + H 2 O, H 2 S + 2O 2 → H 2 SO 4).
Kot posledica oksidacijskih reakcij anorganskih snovi se sprošča energija, ki jo bakterije shranijo v obliki visokoenergijskih ATP vezi. ATP se uporablja za sintezo organskih snovi, ki poteka podobno kot reakcije temne faze fotosinteze.
Kemosintetske bakterije prispevajo k kopičenju mineralov v tleh, izboljšajo rodovitnost tal, spodbujajo čiščenje odpadnih voda itd.
Pojdi na predavanja št. 11 »Koncept metabolizma. Biosinteza beljakovin"
Pojdi na predavanja št. 13 “Metode delitve evkariontskih celic: mitoza, mejoza, amitoza”