فتوسنتز در شرایط دشوار

شکل زیر روزنه را در دو حالت باز و بسته نشان می دهد. چه عواملی سبب بسته شدن روزنه می شود؟
در گیاهان، تغییرات مقدار نور، دما، رطوبت و کربن دی اکسید از مهمترین عوامل محیطی و مقدار آب گیاه و نیز هورمون های گیاهی مثل آبسیزیک اسید، از عوامل درونی مؤثر بر حرکات روزنه های هوایی هستند.

به یاد دارید که افزایش بیش از حد دما و نور سبب بسته شدن روزنه ها می شود. روزنه ها برای حفظ آب گیاه بسته می شوند. بسته شدن روزنه ها چه تأثیری می تواند بر فتوسنتز داشته باشد؟

🔶در چنین شرایطی وقتی روزنه ها به منظور کاهش تعرق بسته می شوند، تبادل گازهای اکسیژن و کربن دی اکسید از روزنه ها نیز توقف می یابد، امّا فتوسنتز همچنان ادامه دارد. بنابراین در حالی که CO2 برگ کم می شود، اکسیژن در آن افزایش می یابد.

🔶در چنین حالتی، وضعیت برای نقش اکسیژنازی آنزیم روبیسکو مساعد می شود؛ زیرا نقش کربوکسیلازی یا اکسیژنازی این آنزیم به نسبت CO2 و اکسیژن در محیط عملکرد آن ارتباط دارد. بنابراین با افزایش اکسیژن در برگ، اکسیژن با ریبولوز بیس فسفات ترکیب می شود.

🔶مولکول حاصل، ناپایدار است و به دو مولکول سه کربنی و دو کربنی تجزیه می شود. مولکول سه کربنی به مصرف بازسازی ریبولوزبیس فسفات می رسد. مولکول دو کربنی از کلروپلاست خارج و در واکنش هایی که بخشی از آنها در راکیزه انجام می گیرد، از آن مولکول CO2 آزاد می شود. چون این فرآیند با مصرف اکسیژن، آزاد شدن CO2 و همراه با فتوسنتز است، تنفس نوری نامیده می شود.

🔶در تنفس نوری گرچه ماده ی آلی تجزیه می شود، امّا برخالف تنفس یاخته ای، ATP از آن ایجاد نمی شود. بنابراین تنفس نوری باعث کاهش فرآوده های فتوسنتز می شود. به هر حال انواعی از گیاهان ( C4 و CAM )وجود دارند که در محیط های با دمای بالا و تابش شدید نور خورشید زندگی می کنند.

🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷

🔰فتوسنتز در گیاهان C4
🔶یکی از ساز و کارها برای ممانعت تنفس نوری، در گیاهانی وجود دارد که به گیاهان C4 معروفاند. یاخته های غلاف آوندی در این گیاهان سبزدیسه دارند و محل انجام چرخه کالوین اند، در حالی که در گیاهان C3 سبزدیسه ندارند. تثبیت کربن در این گیاهان در دو مرحله، ابتدا در یاخته های میانبرگ و سپس در یاخته های غلاف آوندی انجام می شود.

🔶در گیاهان C4 ،CO2 در یاخته های میانبرگ با اسیدی سه کربنی ترکیب و در نتیجه اسیدی چهار کربنی ایجاد می شود. به همین علت به این گیاهان، گیاهان C4 می گویند؛ زیرا اولین ماده پایدار حاصل از تثبیت کربن، ترکیبی چهار کربنی است. آنزیمی که در ترکیب CO2 با اسید سه کربنی و تشکیل اسید چهار کربنی نقش دارد، برخالف روبیسکو به طور اختصاصی با CO2 عمل می کند و تمایلی به اکسیژن ندارد.

🔶اسید چهار کربنی از یاخته های میانبرگ از طریق پلاسمودسم ها به یاخته های غالف آوندی منتقل می شود. در این یاخته ها، مولکول CO2 از اسید چهار کربنی آزاد و وارد چرخه کالوین می شود. اسید سه کربنی باقیمانده نیز به یاخته های میانبرگ بر می گردد.

🔶در گیاهان C4 با وجود عملکرد آنزیم های گوناگون در تثبیت کربن و تقسیم مکانی آن در دو نوع یاخته، میزان CO2 در محل فعالیت آنزیم روبیسکو، به اندازه ای بالا نگه داشته می شود که بازدارنده تنفس نوری است. بنابراین، تنفس نوری به ندرت در این گیاهان روی می دهد.

🔶این گیاهان در دماهای بالا، شدت های زیاد نور و کمبود آب، در حالی که روزنه ها بسته شده اند تا از تبخیر آب جلوگیری شود، همچنان میزان CO2 را در محل عملکرد آنزیم روبیسکو بالا نگه می دارند. به همین علت کارایی آنها در چنین شرایط بیش از گیاهان C3 است.

🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷

🔰فتوسنتز در گیاهان CAM
🔶بعضی گیاهان در مناطقی زندگی می کنند که با مسئله دما و نور شدید در طول روز و کمبود آب مواجه اند. در این گیاهان برای جلوگیری از هدر رفتن آب، روزنه ها در طول روز بسته و در شب بازند. برگ، ساقه یا هر دو آنها در چنین گیاهانی گوشتی و پر آب است.

🔶این گیاهان در واکوئول های خود ترکیباتی دارند که آب را نگه می دارند،تثبیت کربن در این گیاهان، مانند گیاهان C4 است، با این تفاوت که تثبیت کربن در آنها در یاخته های متفاوت نیست و به عبارتی تقسیم بندی مکانی نشده، بلکه در زمان های متفاوت انجام می شود.

🔶تثبیت اوّلیه کربن در شب که روزنه ها بازند و چرخه کالوین در روز انجام می شود که روزنه ها بسته اند. آناناس و بعضی از کاکتوس ها از گیاهان CAM ( متابولیسم اسید کراسولاسه) است.

🔶گیاه C4و CAMبرخالف گیاه C3دو بار تثبیت کربن داشته ولی با این تفاوت که گیاه CAM یکبار در شب به شکل مولکول چهار کربنه و بار دیگر در روز در کلروپالست همان سلول به شکل چرخه کالوین (قند سه کربنه) تثبیت می کند ولی در گیاه C4یکبار در روز در سلول میانبرگ به شکل مولکول چهار کربنه و بار دیگر در روز در کلروپالست سلول غالف آوندی به شکل چرخه کالوین ( قند سه کربنه) تثبیت صورت می گیرد.
عصاره برگ گیاه CAM در آغاز روشنایی نسبت به آغاز تاریکی pH اسیدی تری را نشان می دهد.

🔰هریک از فرآیندهای زیر در کجا و با تولید و مصرف چه واسطه هایی رخ می دهند؟
قند شش کربنی به قند شش کربنی دو فسفاته:
گام یک قندکافت با مصرف دو ATP
قند پنج کربنی دو فسفاته به اسید شش کربنی دو فسفاته:
گام یک کالوین با مصرف یک CO2
اسید سه کربنی یک فسفاته به قند سه کربنی یک فسفاته:
گام سه کالوین با مصرف یک ATP و یک NADPH
قند سه کربنی یک فسفاته به اسید سه کربنی دو فسفاته:
گام سه قندکافت با تولید یک NADH
قند سه کربنی یک فسفاته به قند پنج کربنی یک فسفاته:
گام پنج کالوین
اسید سه کربنی به مولکول دو کربنی:
مرحله اکسایش پیرووات با تولید یک CO2 و یک NADH – تخمیر الکلی با تولید یک CO2
مولکول دو کربنی و مولکول چهار کربنی به مولکول شش کربنی:
گام یک کربس و با آزادشدن کوآنزیم A
مولکول شش کربنی به مولکول پنج کربنی:
گام دو کربس با تولید یک CO2 و …
قند شش کربنی دو فسفاته به دو قند سه کربنی یک فسفاته:
گام دو قندکافت
اسید سه کربنی دو فسفاته به اسید سه کربنی:
گام چهار قندکافت با تولید دو ATP
اسید سه کربنی به اسید سه کربنی:
⁺NAD تخمیر لاکتیکی با تولید یک
اسید شش کربنی دو فسفاته به اسید سه کربنی یک فسفاته:
گام دو کالوین
مولکول پنج کربنی به مولکول چهار کربنی:
گام سه چرخه کربس با تولید یک CO2 و …
مولکول (آلدئید) دو کربنی به مولکول (الکل) دو کربنی:
⁺NAD تخمیر الکلی با تولید یک
مولکول سه کربنی به قند پنج کربنی دو فسفاته:
تنفس نوری در بستره برای بازسازی ریبولوز بیس فسفات
اسید سه کربنی به اسید چهار کربنی:
قبل از کالوین در گیاهان C4 و CAM با مصرف CO2
قند پنج کربنی یک فسفاته به قند پنج کربنی دو فسفاته:
گام شش کالوین با مصرف یک ATP
قند پنج کربنی دو فسفاته به مولکول دو کربنی و سه کربنی:
تنفس نوری در بستره با مصرف O2
اسید چهار کربنی به اسید سه کربنی: قبل از کالوین در گیاهان C4 و CAM با تولید C

🔰هریک از فرآیندهای زیر در طی چه واکنش هایی رخ می دهند؟
تولید ATP :
گام چهار قند کافت در سیتوپلاسم در سطح پیش ماده
تولید اکسایشی توسط مجموعه کانالی آنزیمی غشای داخلی میتوکندری در بخش داخلی میتوکندری
تولید نوری توسط مجموعه کانالی آنزیمی غشای تیلاکوئید در بستره
چرخه کربس در بخش داخلی میتوکندری
مصرف ATP:
گام یک قندکافت در سیتوپلاسم
گام سه و شش چرخه کالوین در بستره کلروپلاست
تولید NADH:
گام سه قندکافت در سیتوپلاسم
مرحله اکسایش پیرووات در بخش داخلی میتوکندری
چرخه کربس در بخش داخلی میتوکندری
مصرف NADH:
تخمیر لاکتیکی در تبدیل پیرووات به لاکتات در سیتوپلاسم
تخمیر الکلی در تبدیل اتانال به اتانول در سیتوپلاسم
زنجیره انتقال الکترون در غشای داخلی میتوکندری
تولید FADH2:
چرخه کربس در بخش داخلی میتوکندری
مصرف FADH2:
زنجیره انتقال الکترون در غشای داخلی میتوکندری
تولید CO2:
تنفس نوری در بخش داخلی میتوکندری
مرحله اکسایش پیرووات در بخش داخلی میتوکندری
گام دو و سه چرخه کربس در بخش داخلی میتوکندری
تخمیر الکلی در تبدیل پیرووات به اتانال در سیتوپلاسم
قبل از کالوین در گیاهان C4 و CAM در تبدیل اسید چهار کربنی به اسید سه کربنی
مصرف CO2:
گام یک چرخه کالوین در بستره کلروپلاست
قبل از کالوین در گیاهان C4 و CAM در تبدیل اسید سه کربنی به اسید چهار کربنی
تولید NADPH:
توسط زنجیره انتقال الکترون غشای تیلاکوئید در بستره کلروپلاست
مصرف NADPH:
گام سه چرخه کالوین در بستره کلروپلاست

🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷

🔰جانداران فتوسنتز کننده دیگر
🔶بخش عمده فتوسنتز را جاندارانی انجام می دهند که گیاه نیستند و در خشکی زندگی نمی کنند. انواعی از باکتری ها و آغازیان در محیط های متفاوت خشکی و آبی فتوسنتز می کنند که در ادامه به آنها می پردازیم.

باکتری ها :
🔶باکتری هایی که فتوسنتز می کنند، سبزدیسه ندارند، اما دارای رنگیزه های جذب کننده نورند. بعضی باکتری ها سبزینه دارند. مثالً سیانوباکتری ها سبزینه a دارند و همانند گیاهان با استفاده از CO2 و نور ماده آلی می سازند؛ و چون همانند گیاهان در فرایند فتوسنتز اکسیژن تولید می کنند، باکتری های فتوسنتز کننده اکسیژن زا نامیده می شوند.

🔶گروهی دیگر از باکتری ها، فتوسنتز کننده غیراکسیژن زا هستند. باکتری های گوگردی ارغوانی و سبز از این گروه اند. رنگیزه فتوسنتزی این باکتری ها، باکتریوکلروفیل است. این باکتری ها کربن دی اکسید را جذب می کنند، امّا اکسیژن تولید نمی کنند؛

🔶زیرا منبع تأمین الکترون در آنها ترکیبی به غیر از آب است. مثالً در باکتری های گوگردی منبع تأمین الکترون H₂S است و به جای اکسیژن، گوگرد ایجاد می شود. از این باکتری ها در تصفیه فاضلاب ها برای حذف هیدروژن سولفید استفاده می کنند. هیدروژن سولفید گازی بی رنگ است و بویی شبیه تخم مرع گندیده است.

آغازیان :
🔶آغازیان نقش مهّمی در تولید ماده آلی از ماده معدنی دارند. می دانید که جلبک های سبز، قرمز و قهوه ای از آغازیان هستند و فتوسنتز می کنند. اوگلنایی که در شکل زیر می بینید، جانداری تک یاخته ای و مثال دیگری از آغازیان فتوسنتز کننده است. این جاندار در حضور نور فتوسنتز می کند و در صورتی که نور نباشد، سبزدیسه های خود را از دست می دهد و با تغذیه از مواد آلی، ترکیبات مورد نیاز خود را به دست می آورد.

🔰شیمیوسنتز
🔶آیا ساختن ماده آلی از ماده معدنی فقط محدود به فتوسنتز و جاندارانی است که از انرژی نور استفاده می کنند؟ آیا تولید کنندگان در اعماق تاریک وجود ندارند؟

🔶امروزه می دانیم انواعی از باکتری ها در معادن، اعماق اقیانوس ها و اطراف دهانه آتشفشان های زیر آب وجود دارند که می توانند بدون نیاز به نور از کربن دی اکسید ماده آلی بسازند. زیستن در چنین مناطقی برای بسیاری از جانداران غیرممکن است. دانشمندان بر اساس وضعیت زمین در آغاز شکل گیری حیات، بر این باورند که باکتری های شیمیوسنتز کننده از قدیمی ترین جانداران روی زمین اند.

🔶چنین باکتری هایی، انرژی مورد نیاز برای ساختن مواد آلی از مواد معدنی را از واکنش های اکسایش به دست می آورند. به این فرایند شیمیوسنتز می گویند. باکتری های نیترات ساز که آمونیوم را به نیترات تبدیل می کنند، از باکتری های شیمیوسنتز کنندهاند.

🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷🔶🔷

نکات کنکوری

تنفس نوری

📌 أنواع روزنه در گیاه : روزنه های هوایی + روزنه های آبی

📌 روزنه های آبی همیشه باز هستند و هیچ وقت بسته نمیشوند

📌 عوامل بسته شدن روزنه های هوایی: افزایش بیش از حد دمای محیط + افزایش بیش از حد نور محیط + افزایش هورمون آبسیزیک اسید در گیاه

📌 با بسته شدن روزنه های هوایی در روز ، تبادل گازهای اکسیژن و کربن دی اکسید از روزنه ها نیز توقف می یابد، اما فتوسنتز همچنان ادامه دارد. بنابراین در حالی که میزان CO2 برگ کم میشود، میزان اکسیژن در آن افزایش می یابد.

📌 وقتی روزنه هوایی طی روز بسته: افزایش اکسیژن درون برگ + کاهش CO2 درون برگ + ایجاد شرایط مناسب برای فعالیت اکسیژنازی روبیسکو + وقوع تنفس نوری + کاهش وقوع کالوین

📌 وقتی روزنه هوایی طی روز باز : کاهش اکسیژن درون برگ + افزایش CO2 درون برگ + ایجاد شرایط مناسب برای فعالیت کربوکسیلازی روبیسکو + افزایش وقوع کالوین

📌 موارد زیر بیانگر بسته شدن روزنه های هوایی است :

انباشت ساکارز ، یون پتاسیم و کلر در یاخته های نگهبان روزنه هوایی + انباشت مواد محلول در یاخته های نگهبان روزنه هوایی + افزایش فشار تورژسانس در یاخته های نگهبان روزنه + ورود آب از یاخته های روپوستی به یاخته های نگهبان روزنه مجاور + فاصله گرفتن دیواره های شکمی دو یاخته نگهبان روزنه از یکدیگر + انتقال نیرو از دیواره پشتی به دیواره شکمی توسط کمربند سلولزی شعاعی

📌 با بسته شدن روزنه های هوایی میزان CO2 برگ افت کرده و میزان اکسیژن زیاد میشود بنابراین احتمال اینکه آنزیم روبیسکو به اکسیژن متصل شود بیشتر شده و احتمال وقوع تنفس نوری (اکسیژنازی)روبیسکو بالا میرود

📌 در تنفس نوری ابتدا آنزیم روبیسکو به اکسیژن و ریبولوزبیس فسفات (ترکیب 5 کربنی دو فسفاته) متصل شده و مولکولی ناپایدار ایجاد میشود

📌 مراحل تنفس نوری :

-1اتصال آنزیم روبیسکو به اکسیژن (معدنی) و ترکیب 5 کربنی دو فسفاته (ریبولوزبیس فسفات = مولکول آغازگر چرخه کالوین)

-2ایجاد ترکیب ناپایدار

-3تجزیه شدن ترکیب ناپایدار و ایجاد مولکول سه کربنی + دو کربنی

-4خروج مولکول دو کربنی از کلروپلاست

-5وارد شدن مولکول دو کربنی به نوعی اندامک دیگر و شرکت در واکنش های دیگر

6-ورود مولکول دو کربنی به میتوکندری و شرکت در واکنش های دیگر

7- آزاد شدن مولکول CO2 در میتوکندری

📌 مرحله های 1 الی 3 درون بستره کلروپلاست رخ میدهد.

📌 مرحله 5 در نوعی اندامک تک غشایی رخ میدهد.

 📌 مرحله 7 در میتوکندری رخ میدهد.

📌 در تنفس نوری ، اکسیژن مصرف و CO2 تولید میشود اما ATP تولید نمیشود.

📌 نمیتوان گفت به ازای هر مولکول دو کربنی ورودی به میتوکندری یک CO2 آزاد میشود. (از نظر علمی و در سطح کنکور)

📌 تنفس نوری با دخالت بیش از دو اندامک رخ میدهد. (میتوکندری + کلروپلاست… +)

فتوسنتز در گیاهان 4 C

📌 مراحل تثبیت CO2  در گیاهان C4  مانند ذرت :

-1باز شدن روزنه های هوایی در صبح زود و ورود CO2ها به برگ گیاه

 –2ورود CO2 ها به یاخته های میانبرگ

 -3ترکیب شدن CO2 با اسید سه کربنی و تولید اسید چهار کربنی در صبح در یاخته های میانبرگ (تثبیت موقت CO2 با فعالیت آنزیمی) 

4- انتقال اسید چهار کربنی از یاخته های میانبرگ از طریق پلاسمودسم ها به یاخته های غلاف آوندی

 -5آزاد شدن CO2 از اسید چهار کربنی در یاخته های غلاف آوندی

-6ورود CO2 به درون کلروپلاست و سپس چرخه کالوین

-7انتقال اسید سه کربنی به یاخته های میانبرگ از طریق پلاسمودسم

📌 در گیاهان C4 مانند ذرت اولین ماده پایدار حاصل از تثبیت کربن ، ترکیب (اسید) چهار کربنی است

📌 أنواع تثبیت CO2 در گیاهان C4 مانند ذرت:

-1تثبیت موقت در یاخته های میانبرگ توسط آنزیم (این آنزیم روبیسکو نیست)

2-تثبیت دائم در یاخته های غلاف آوندی توسط آنزیم روبیسکو

📌 طی روز اسیدهای چهار کربنی تازه تشکیل خود را توسط پلاسمودسم به درون یاخته های غلاف آوندی منتقل میکند

📌 مولکول CO2 وارد کلروپلاست میشود نه اسید چهار کربنی

📌 درگیاهان C4 با وجود عملکرد آنزیم های گوناگون در تثبیت کربن و تقسیم مکانی آن در دو نوع یاخته، میزان CO2 در محل فعالیت آنزیم روبیسکو، به اندازه ای بالا نگه داشته میشود که بازدارندة تنفس نوری است. بنابراین، تنفس نوری به ندرت در این گیاهان روی میدهد

📌 آنزیمی که در ترکیب CO2 با اسید سه کربنی و تشکیل اسید چهارکربنی نقش دارد، برخلاف روبیسکو به طور اختصاصی با CO2 عمل میکند و تمایلی به اکسیژن ندارد.

📌 به منظور تثبیت موقت CO2 در یاخته های میانبرگ ، CO2 به اسید سه کربنی  اتصال می یابد

📌 در ظهر که هوا گرم است ، روزنه های هوایی بسته هستند. در این حالت درون یاخته های غلاف آوندی اسید چهارکربنی ، CO2 آزاد کرده و درون کلروپلاست تثبیت دائم( CO2 چرخه کالوین در حال وقوع است). اما تثبیت موقت رخ نمیدهد

📌 در گیاهان C4 مانند ذرت تثبیت موقت و دائم در طول روز و در دو نوع یاخته انجام میشود.

📌 با افزایش CO2 محیط ، در نهایت میزان فتوسنتز در گیاهان C3 میتواند بیشتر از گیاهان C4 رخ دهد.

📌 با افزایش CO2 محیط در ابتدا میزان فتوسنتز در گیاهان C4 نسبت به گیاهان C3 ، با سرعت بیشتری افزایش می یابد

فتوسنتز در گیاهان CAM

📌 گیاهان  CAM (کاکتوس ، گل ناز و آناناس)

📌 بعضی گیاهان در مناطقی زندگی میکنند که با مسئله دما و نور شدید در طول روز و کمبود آب مواجه اند. در این گیاهان برای جلوگیری از هدر رفتن آب، روزنه ها در طول روز بسته و در شب بازند. برگ، ساقه یا هردوی آنها در چنین گیاهانی گوشتی و پرآب است. این گیاهان در کریچه های خود ترکیباتی دارند که آب را نگه میدارند

📌 تثبیت کربن در این گیاهان، مانند گیاهان C4 است، با این تفاوت که تثبیت کربن در آنها در یاخته های متفاوت نیست و به عبارتی تقسیم بندی مکانی نشده، بلکه در زمان های متفاوت انجام میشود. تثبیت اولیة کربن در شب که روزنه ها بازند و چرخة کالوین در روز انجام میشود که روزنه ها بسته اند

📌 گیاهان CAM در شب و روز تثبیت کربن دارن

📌 در صورت بسته بودن روزنه های هوایی گیاهان C3 در طول روز ، احتمال وقوع تنفس نوری بالا میرود

📌 در گیاهان C4 تثبیت موقت  CO2 جو در یاخته های میانبرگ و تثبیت ثانویه (دائم) آن در یاخته های غلاف آوندی انجام میشود.

📌 گیاهان C4 و CAM در تثبیت موقت و دائم کربن، اسید تولید و مصرف میکنند

📌 در گیاهان C4 و CAM ، اولین ماده حاصل از تثبیت کربن ، اسید چهار کربنی است (تثبیت موقت)

📌 در چرخه کربس در حین تولید و مصرف مولکول 5 کربنی ، CO2 آزاد میشود اما در چرخه کالوین در حین تولید و مصرف ترکیب 5 کربنی ، CO2 تولید نمیشود.

📌 در گیاهان فتوسنتز کننده تا زمانی افزایش CO2 سبب افزایش فتوسنتز میشود که آنزیم های روبیسکو آزاد باشند. از یک جایی به بعد که میزان CO2 از تعداد آنزیم های روبیسکو بیشتر است ، افزایش میزان CO2 نمیتواند سبب افزایش فتوسنتز شود.

جانداران فتوسنتزکننده دیگر

📌 شامل باکتری های فتوسنتز کننده (سیانوباکتر + گوگردی سبز + گوگردی ارغوانی) + آغازیان تک سلولی فتوسنتز کننده (اوگلنا در حضور نور)

📌 باکتری ها اندامک غشادار (کلروپلاست ، میتوکندری و … ) ندارند. رنگیزه های فتوسنتزی در غشای پلاسمایی باکتری های فتوسنتز کننده قرار گرفته است

📌 اوگلنا یوکاریوت فتوسنتز کننده بوده که دارای کلروپلاست است

📌 منبع تامین الکترون در سیانوباکترها آب است. سیانوباکترها طی مرحله نوری فتوسنتز آب را تجزیه کرده و پروتون ، الکترون و اکسیژن ، تولید میکنند

📌 همه سیانوباکترها تثبیت کربن (کالوین) دارند

📌 بعضی از سیانوباکترها تثبیت نیتروژن (تبدیل نیتروژن به آمونیوم) دارند

📌 در باکتری های گوگردی (سبز + ارغوانی) منبع تأمین الکترون H2S است و به جای اکسیژن، گوگرد ایجاد میشود. از این باکتری ها در تصفیة فاضلاب ها برای حذف هیدروژن سولفید استفاده میکنند. هیدروژن سولفید گازی بیرنگ است و بویی شبیه تخم مرغ گندیده دارد.

📌 در باکتری های گوگردی (ارغوانی + سبز) رنگیزة فتوسنتزی این باکتری ها، باکتریوکلروفیل است. این باکتری ها کربن دی اکسید را جذب میکنند، اما اکسیژن تولید نمی کنند؛ زیرا منبع تأمین الکترون در آنها ترکیبی به غیر از آب است (H2S).

📌 منبع انرژی در سیانوباکتر + گوگردی سبز + گوگردی ارغوانی: نور خورشید

📌 در طی مرحله نوری فتوسنتز سیانوباکترها از تجزیه آب ؛ اکسیژن ، پروتون و الکترون تولید میشود.

📌 در طی مرحله نوری فتوسنتز در باکتری های گوگردی سبز و ارغوانی از تجزیه H2S ؛ گوگرد ، پروتون و الکترون تولید میشود

📌 اوگلنا ، جانداری تک یاخته ای و مثال دیگری از آغازیان فتوسنتزکننده (کلروپلاست دار) است. این جاندار در حضور نور فتوسنتز میکند و در صورتی که نور نباشد، سبزدیسه های خود را از دست میدهد و با تغذیه از مواد آلی، ترکیبات مورد نیاز خود را به دست می آورد

شیمیوسنتز

📌 شیمیوسنتز کننده ها » باکتری های نیترات ساز

📌 منبع الکترون و انرژی در شیمیو سنتز کننده ها : مواد معدنی (تبدیل آمونیوم به نیترات)

📌 در شیمیوسنتز کننده ها (باکتری های نیترات ساز) منبع انرژی ، نور نیست. این باکتری ها بدون حضور نور از کربن دی اکسید ماده آلی میسازند

📌 باکتری های شیمیوسنتزکننده » (باکتری های نیترات ساز + باکتری اطراف دهانه آتشفشان های زیر آب + باکتری اعماق اقیانوس ها + انواعی از باکتری ها در معادن)

📌 باکتری های شیمیوسنتزکننده ، انرژی مورد نیاز برای ساختن مواد آلی از مواد معدنی را از واکنش های اکسایش به دست می آورند

📌 باکتری های شیمیوسنتزکننده ، فتوسنتز نمیکنند پس رنگیزه فتوسنتزی و فتوسیستم ندارند

📌 برای ساخت مواد آلی از مواد معدنی ، به منبع انرژی ، منبع الکترون و الکترون های پر انرژی نیاز است

📌 سیانوباکترها با آزولا و گونرا میتوانند همزیستی کنند

نکات پایانی

📌 یاخته های غلاف آوندی در گیاهان دو لپه و تک لپه در یک ردیف قرار دارند

📌 2نوع ترکیب شش کربنی دوفسفاته در یاخته های غلاف آوندی ایجاد میشود: 1) فروکتوز فسفاته (در قندکافت) 2) ترکیب شش کربنی ناپایدار (در چرخه کالوین)پ

📌 یاخته های روپوست معمولی، توانایی انجام فتوسنتز و چرخه کالوین را ندارند.

📌 گیاهان C4 فتوسنتز را با کارایی بسیار بالایی انجام میدهند. گیاهان CAM به دلیل محدودیت در ذخیره دی اکسید کربن طی شب و بسته بودن روزنه ها در طول روز، فتوسنتز را با کارایی بسیار پایین انجام میدهند و رشد کندی دارند.

📌 در گیاهان C4 ،به دلیل اینکه سازوکارهایی برای ممانعت از تنفس نوری وجود دارد، فعالیت کربوکسیلازی روبیسکو همچنان در دماهای بالا و شدت های زیاد نور، تداوم می یابد.

📌 در همه گیاهان CAM ،C3 و C4 واکنش های چرخه کالوین (تثبیت نهایی کربن) و فتوسنتز به هنگام روز انجام میگیرد.

📌 شباهت ها و تفاوت های چرخه کربس و کالوین:

* این دو چرخه از لحاظ خارج شدن نوعی ترکیب آلی از چرخه، به یکدیگر شباهت دارند.

* این دو چرخه از لحاظ بازسازی ترکیب آغازگر چرخه در پایان به یکدیگر شباهت دارند

* این دو چرخه از لحاظ تولید نوعی گیرنده های الکترون باهم تفاوت دارند

* این دو چرخه از لحاظ شکسته شدن پیوند کووالان در ترکیب شش کربنی باهم شباهت دارند.

* این دو چرخه از لحاظ انتقال گروه فسفات از مولکول ATP به ترکیب پنج کربنی باهم تفاوت دارند