Make your own free website on Tripod.com

פוטו סינתזה

פוטוסינתזה (פוטו = אור, סינתזה = בניה או יצירה) או הטמעה זהו תהליך הנועד להפקת הסוכר גלוקוז המשמש להפקת אנרגיה. התהליך צורך פחמן דו חמצני ומים, וכן אנרגיה מן השמש. תוצר לוואי של התגובה הוא חמצן. פוטוסינתזה מתבצעת ע"י פוטואוטוטרופים (יצרנים) הידועים בהם הם הצמחים. הנוסחה הכללית לתהליך הפוטוסינתיזה היא:
C6H12O6 + 6O2 + 6H2O <- אור + 12H2O + 6CO2

הכלורופלסט:
הפוטוסינתזה מתרחשת באברון מיוחד בתא הנקרא כלורופלסט, ותפקידו הוא ביצוע הפוטוסינתזה. הכלורופלסט בנוי משתי ממברנות (קרומים) העוטפות נוזל צמיג הקרוי סטרומה. בסרטומה מסתעפת מערכת עטופת ממברנה הקרויה תילקואיד. הריאקציות הראשונות של הפוטוסינתזה נערכות על ממברנת התילקואיד, בעוד הריאקציות הסופיות של הפוטוסינתזה נערכות בסטרומה.

הכלורופלסט

הכלורופיל:
על ממברנת התילקואיד נמצאים צבענים (פגמנטים) רבים. הנפוץ בצבענים הוא הכלורופיל אשר צבעו ירוק. תפקידם של הצבענים הוא קליטת אור שמש לשם ניצולו כאנרגיה אשר דרושה לביצוע התהליך.

מערכת האור:
מערכת האור היא מערכת הנמצאת על ממברנת התילקואיד. מערכת האור נועדה לקליטה יעילה של אנרגיה, תוך פליטת כמה שפחות אנרגיה בצורת חום אשר התא אינו יכול להשתמש בה. המערכת בנויה חלבונים וצבענים שונים.

פעולת המערכת:
מערכת האור קולטת ע"י פיגמנט אור שמש. האנרגיה עוברת מן הקולטן אל חלבון זה או אחר. החלבונים מעבירים זה לזה את האנרגיה עד שהיא מגיעה אל כלורופיל הקרוי כלורופיל a. מכלורופיל זה מועברת האנרגיה למערכת אחרת הצמודה לה- מערכת העברת האלקטרונים. תפקידה הוא להעביר את האנרגיה ע"י אלקטרונים, כאשר בכל העברה מקצת האנרגיה נפלטת ומנוצלת לצורכי התא.

הריאקציות הראשונות:
הריאקציות הראשונות של הפוטוסינתזה מתבצעות כאמור, על ממברנת התילקואיד. ריאקציות אלה צורכות אור שמש, ואינן מתבצעות בחושך. ריאקציות אלה מתרחשות במספר גרסאות. הפשוטה יותר היא המסלול המעגלי המורכבת יותר, והיעילה יותר היא המסלול הלא מעגלי מטרת הסלולים היא הפקת מולקולות ATP שהן צורת האנרגיה בה התא יכול להשתמש לצורכיו, וכן מולקולות NADPH שהוא קואנזים המעביר יוני מימן לריאקציות המאוחרות.

המסלול המעגלי:
המסלול המעגלי לייצור הATP מתחיל ב"מערכת אור I" (לכלורופיל בה שיא קליטה של 700 ננומטר). מסלול הריאקציה ממשיך מהכלורופיל אל מולקולה קולטת כלשהי וממנה אל מערכת העברת האלקטרונים (הפולטת את האנרגיה הדרושה לייצור הATP). ממערכת העברת האלקטרונים האלקטרונים מגיעים חזרה אל מערכת האור.

המסלול הלא מעגלי:
מסלול זה מורכב יותר מהראשון. במסלול זה האלקטרונים ממערכת ההעברה אינם חוזרים למערכת האור אלא מנוצלים להפקת NADPH. אלקטרונים ממים מחליפים את מקומם. ראשית אור מגיע ל"מערכת העברה II" (לכלורופיל בה שיא קליטה של 680 ננומטר). האנרגיה המגיעה אל המערכת מנוצלת לפירוק מים לחמצן ויוני מימן בתהליך הנקרא פוטוליזה. שארית האנרגיה מועברת למערכת העברת האלקטרונים (האנרגיה הנפלטת מנוצלת לייצור ATP). ממערכת העברת האלקטרונים מועברים האלקטרונים למערכת אור I וממנה מנוצלים להפקת NADPH.

הריאקציות שאינן תלויות באור:
סדרת ריאקציות זו אינה זקוקה לאור שמש ישירות אלא לאנרגיה מATP וליוני מימן מNADPH. כל עוד מולקולות אלה מסופקות, בנוסף לפחמן דו חמצני- הזמין מן האוויר, הריאקציות ימשכו. ריאקציות אלה פולטות חמצן לסביבה ובסופן נוצר הגלוקוז- אשר משמש את התא להפקת אנרגיה (האנרגיה שהופקה בריאקציות הראשונות נועדה לספק אנרגיה לריאקציות אלה). בתחילה נקלט פחמן דו חמצני מן האוויר. הוא נקשר אל מולקולה בשם RuBP. בריאקציה זו מתחילה תגובת שרשרת מעגלית בשם מעגל קלווין בנסון אשר בסיומה נוצר גלוקוז וכן RuBP אשר נקשר לפחמן דו חמצני וחוזר חלילה.

חשיבותה של הפוטוסינתזה:
תהליך הפוטוסינתזה הוא הבסיס לקיומם של כל היצורים החיים על פני כדור הארץ. זאת מכיוון שהיצרנים ובינהם הצמחים, הם היחידיים שמיצרים חומרים אורגניים (סוכרים), מחומרים אי-אורגנים (מים, פחמן דו-חמצני). החומרים האורגניים שיוצר הצמח, מגיעים אל כל הצרכנים (הטרוטרופים) כשהם אוכלים צמחים או צרכנים צמחוניים. יצורים מבצעי פוטוסינתזה הם, אם כן, מקור המזון עבור כל היצורים החיים שאינם מסוגלים ליצר חומרים אורגניים.

חזרה