Galerie de cartes mentales photosynthèse
Il s'agit d'une carte mentale sur la photosynthèse. La photosynthèse est le processus par lequel les plantes vertes (y compris les algues) absorbent l'énergie lumineuse, synthétisent le dioxyde de carbone et l'eau en matière organique riche en énergie et libèrent en même temps de l'oxygène.
Modifié à 2024-04-18 01:05:00Il s'agit d'une carte mentale sur les activités des grandes institutions. Le contenu principal comprend : les pairs financiers, les clients institutionnels gouvernementaux, les sociétés cotées et les investisseurs institutionnels. (Private equity et autres gestionnaires).
Culture tissulaire, le système respiratoire comprend le nez, le pharynx, le larynx, la trachée, les bronches et les poumons. L'introduction est détaillée et les connaissances sont complètes. J'espère qu'elle pourra être utile à tout le monde !
Selon la culture tissulaire, le tube digestif est un tube continu allant de la bouche à l'anus, divisé en cavité buccale, pharynx, œsophage et estomac, intestin grêle et gros intestin. L'introduction est détaillée et les connaissances sont complètes. J'espère qu'elle pourra être utile à tout le monde !
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photosynthèse
Le concept et la signification de la photosynthèse
concept
Le processus par lequel les plantes utilisent l'énergie solaire pour synthétiser du dioxyde de carbone et des sucres tout en libérant de l'oxygène.
importance
1 Convertir la matière inorganique en matière organique
2 Convertir l'énergie solaire en énergie chimique stockable
3 Maintenir l'équilibre relatif de l'O2 et du CO2 dans l'atmosphère
Chloroplastes et pigments photosynthétiques
chloroplaste
Isolement des chloroplastes
1 Séparation directe de la lame (méthode mécanique)
2 Isolement des protoplastes (hydrolyse enzymatique
Développement, morphologie et distribution des chloroplastes
développement
Les chloroplastes des plantes supérieures se développent à partir des proplastes. Lorsque le méristème apical de la tige forme l'ébauche de la feuille, la membrane interne de la membrane double couche du proplaste est repliée à plusieurs endroits et s'étend dans la matrice, se dilate et s'organise progressivement en feuilles sous la lumière, et se détache de la membrane interne pour former des feuilles. former des thylakoïdes et synthétiser de la chlorophylle en même temps, permettant aux proplastes de se développer en chloroplastes.
formulaire
Les chloroplastes des plantes supérieures sont pour la plupart de forme plate et ovale. La taille et le nombre de chloroplastes dans chaque cellule varient en fonction de l'espèce végétale, du type de tissu et du stade de développement. Il y a environ 20 à des centaines de chloroplastes dans une cellule mésophylle, qui mesurent 3 à 6 μm de long et 2 à 3 μm d'épaisseur.
distribué
Les chloroplastes dans les cellules du mésophylle sont principalement distribués à côté de la membrane plasmique en contact avec l'air. Les chloroplastes ne sont généralement pas visibles à côté des cellules non vertes (telles que les cellules épidermiques et les cellules du faisceau vasculaire). Une telle répartition est propice à l'interaction entre les chloroplastes et le monde extérieur.
des sports
Mouvement avec circulation protoplasmique
Se déplace avec la direction et l'intensité de la lumière. Sous une lumière faible, le côté plat du chloroplaste fait face à la lumière ; sous une lumière forte, le côté plat du chloroplaste est parallèle à la direction de la lumière.
La structure des chloroplastes
membrane
Il se compose de deux couches de films unitaires, avec une distance de 5 à 10 nm entre les deux films. Il n'y a pas de chlorophylle sur la membrane et sa fonction principale est de contrôler l'entrée et la sortie des substances et de maintenir le microenvironnement nécessaire à la photosynthèse.
matrice
La matrice peut effectuer une variété de réactions biochimiques complexes, y compris tous les systèmes enzymatiques qui réduisent le CO2 (Rubisco 1,5-ribulose bisphosphate carboxylase/oxygénase) et synthétisent l'amidon - le site d'assimilation du carbone contient des acides aminés, des protéines et de l'ADN, de l'ARN, enzymes qui réduisent les nitrites et les sulfates, ainsi que les substrats et produits impliqués dans ces réactions - N lipides du site métabolique (glycolipides, phospholipides, sulfatides), tétrapyrroles (chlorophylles, cytochromes) et terpènes Substances telles que les caroténoïdes et les alcools de feuilles et leurs enzymes de synthèse et de dégradation - des sites métaboliques des lipides, des pigments, etc.
La matrice est le réservoir de stockage de l'amidon, des lipides, etc.
Thylakoïde
Les thylakoïdes stromaux, également connus sous le nom de lamelles stromales, s'étendent dans le stroma et ne se chevauchent pas.
Les thylakoïdes grana, ou lamelles grana, peuvent être eux-mêmes ou se chevaucher avec des thylakoïdes stromaux pour former du grana.
Complexe protéique sur la membrane thylakoïde Complexe protéique : un complexe composé de plusieurs sous-unités et de multiples composants. Il existe quatre catégories principales : le photosystème I (PSI), le photosystème II (PSII), le complexe Cytb6/f et le complexe ATPase (ATPase).
pigments photosynthétiques
Les pigments qui absorbent l'énergie lumineuse lors des réactions photosynthétiques sont appelés pigments photosynthétiques.
Chlorophylle
La chlorophylle est un ester d'acide dicarboxylique. Un groupe carboxyle est estérifié avec du méthanol et l'autre groupe carboxyle est estérifié avec du phytol. La différence entre la chlorophylle a et la chlorophylle b est que la chlorophylle a contient deux hydrogènes de plus et moins d’un oxygène que la chlorophylle b. La seule différence structurelle entre les deux est qu’un groupe méthyle sur le cycle pyrrole II de la chlorophylle a est pris par un groupe aldéhyde.
caroténoïdes
Le carotène est jaune orangé et possède trois isomères : a, B et y. Parmi eux, le B-carotène est le plus abondant dans les plantes. Le B-carotène est hydrolysé en vitamine A dans le corps animal. La lutéine est de couleur jaune et est un alcool dérivé du carotène, également appelé carotène. Habituellement, le rapport lutéine/carotène dans les feuilles est d'environ 2:1.
De manière générale, le rapport entre la chlorophylle et les caroténoïdes dans les feuilles est d'environ 3 : 1, de sorte que les feuilles normales apparaissent toujours vertes. En automne ou dans des environnements défavorables, la chlorophylle des feuilles se dégrade plus facilement et sa quantité diminue, tandis que les caroténoïdes sont relativement stables, de sorte que les feuilles paraissent jaunes.
Les caroténoïdes sont toujours présents avec la chlorophylle
Le processus de photosynthèse et de conversion d’énergie
sous-thème
Du point de vue du coût du métabolisme énergétique, l’absorption de l’énergie lumineuse est le processus par lequel les plantes convertissent l’énergie lumineuse en énergie chimique. et transfert
L’essence de la photosynthèse est de convertir l’énergie lumineuse en énergie chimique.
étape
réaction primaire
concept
C'est la réaction initiale de la photosynthèse, qui comprend le processus spécifique d'absorption, de transmission et de conversion de l'énergie lumineuse en énergie électrique.
Absorption et transmission de l'énergie lumineuse
La formation d’états excités amène généralement les molécules de pigment à se trouver dans l’état d’énergie le plus bas.
Le sort des états excités
Émettre de la fluorescence et de la phosphorescence
Transférer et convertir en énergie électrique
1. Le pigment central : un petit nombre de molécules de chlorophylle a, qui peuvent absorber la lumière et être excitées après avoir absorbé la lumière pour libérer un électron de haute énergie et subir une réaction photochimique.
2. Pigments concentrant la lumière : La plupart des molécules de pigment absorbent uniquement l’énergie lumineuse et ne provoquent pas de réactions photochimiques. Elles transmettent uniquement l’énergie lumineuse absorbée au pigment central, également appelé pigments d’antenne.
Deux systèmes d'éclairage
phénomène de goutte rouge
Lorsqu'elle est irradiée avec une lumière d'une longueur d'onde supérieure à 680 nm (685 nm), le rendement quantique photosynthétique de la chlorelle diminue considérablement, ce que l'on appelle le phénomène de « goutte rouge » ;
Double effet de gain optique
Lorsque la lumière rouge-orange de courte longueur d'onde (650-670 nm) et la lumière rouge de longue longueur d'onde sont irradiées en même temps, le rendement quantique photosynthétique est supérieur à la somme des deux lumières monochromatiques. effet de gain ou effet Emerson efficace.
La composition et la fonction des émetteurs d'électrons photosynthétiques
Complexe PSII La fonction physiologique du PSII est d'absorber l'énergie lumineuse, d'effectuer des réactions photochimiques, de produire des oxydants puissants, de diviser l'eau pour libérer de l'oxygène et de transférer les électrons de l'eau vers la plastoquinone. Composition du complexe PSII et transfert d'électrons dans le centre réactionnel Le PSII est un complexe protéique contenant plusieurs sous-unités. Il se compose du complexe photopigmentaire II, de l'antenne centrale, du centre de réaction, du complexe dégageant de l'oxygène, des cytochromes et de divers cofacteurs.
Transfert d'électrons et photophosphorylation
système d'éclairage
PSI : Le pigment central est le P700. Une fois excité, le P700 donne des électrons au Fd.
PSII : Le pigment central est le P680. Une fois excité, le P680 donne des électrons à la phéo (phéophytine) et est hydraté pour libérer de l'oxygène.
Transfert d'électrons et transfert de protons
Photolyse de l'eau H2O est la source d'O2 dans la photosynthèse et le donneur final d'électrons photosynthétiques. Le manganèse, le chlore et le calcium sont essentiels dans la réaction de dégagement d'oxygène.
photophosphorylation
concept
Le processus par lequel les chloroplastes convertissent le phosphate inorganique et l'ADP en ATP sous la lumière pour former des liaisons phosphate à haute énergie.
Chemin
1 Photophosphorylation non cyclique : Les électrons générés par le PSII subissent une série de transferts, provoquant la formation d'ATP sur le complexe cytochrome, puis transfèrent les électrons au PSI, augmentant la position énergétique, et enfin utilisés pour réduire le NADP. De cette façon, les électrons ne reviennent pas après avoir traversé le PS II.
2 Photophosphorylation cyclique : les électrons générés par le PSI, après avoir traversé Fd et le cytochrome b563, etc., provoquent la formation d'ATP, abaissent la position énergétique, puis reviennent au point de départ d'origine P700 via PC, formant une boucle fermée.
assimilation du carbone
concept
Le processus par lequel les plantes utilisent le NADPH et l’ATP formés lors de réactions lumineuses pour convertir le CO2 en glucides stables est appelé assimilation du CO2 ou assimilation du carbone.
chemin
Un cycle de Calvin (également appelé voie C3) : C'est le plus basique et le plus courant, et seule cette voie peut produire des glucides.
1. fixé
2. réduction
3. renouveler
Voie B C4
C Voie métabolique de l’acide crassulacé (CAM)
Les plantes telles que les Crassulaceae ont une méthode d'assimilation du CO2 très particulière : fixer le CO2 la nuit pour produire des acides organiques, et décarboxyler les acides organiques pour libérer du CO2 pendant la journée pour la photosynthèse. Cette voie du métabolisme photosynthétique du carbone liée aux changements quotidiens dans la synthèse des acides organiques est appelée CAM. chemin
Les voies C4 et CAM sont toutes deux des formes auxiliaires de la voie C3. Elles ne peuvent servir qu’à fixer, déplacer et concentrer le CO2. Elles ne peuvent à elles seules former des glucides tels que l’amidon.
Utilisation de l'énergie lumineuse par les plantes
Il fait référence au rapport entre l'énergie contenue dans la matière organique accumulée par la photosynthèse végétale et l'énergie solaire qui brille sur l'unité de sol.
Façons d’améliorer l’efficacité de l’utilisation de l’énergie lumineuse
1 Augmenter la zone photosynthétique
1 Plantation dense et raisonnable
2 Changer le type d'installation
2 Prolonger le temps de photosynthèse
1 Augmenter l'indice de recadrage multiple
2 Compléter l'éclairage artificiel
3. Augmenter le taux de photosynthèse
1Augmenter la concentration de CO
2 Réduire la photorespiration
Facteurs affectant la photosynthèse
facteurs externes
1 lumière
2CO2
3 températures
4 nutrition minérale
5 humidité
6 Modifications diurnes du taux de photosynthèse
Facteurs internes
1 pièces différentes
2 périodes de reproduction différentes
photorespiration
concept
1 Le concept de photorespiration La photorespiration fait référence au processus par lequel les cellules vertes des plantes absorbent l'O2 et libèrent du CO2 sous des conditions lumineuses.
2 Biochimie de la photorespiration (1) L'essence de la respiration est la biosynthèse et l'oxydation de l'acide glycolique (2) Dans la voie de l'acide glycolique, l'absorption de l'oxygène se produit dans les chloroplastes et les peroxysomes, et la libération de CO2 se produit dans les mitochondries. Autrement dit, la voie de l’acide glycolique est complétée par les activités coordonnées de trois organites : les chloroplastes, les peroxysomes et les mitochondries. (3) La voie de l’acide glycolique est cyclique, elle est donc également appelée cycle C2.
voies biochimiques
importance
1. Récupération du carbone : les 3/4 du carbone de l'acide glycolique peuvent être récupérés via l'anneau d'oxydation du carbone C2 (2 éthanol convertissent 1 PGA, libérant 1CO2).
2. Maintenir le fonctionnement du cycle photosynthétique de réduction du carbone C3 Lorsque les stomates des feuilles sont fermés ou que la concentration externe de CO2 est faible, le CO2 libéré par la photorespiration peut être réutilisé par la voie C3 pour maintenir le fonctionnement du cycle photosynthétique de réduction du carbone.
3. Empêcher une lumière forte d'endommager le mécanisme photosynthétique. Sous une lumière forte, la force d'assimilation formée dans la réaction lumineuse dépassera le besoin d'assimilation du CO2, augmentant ainsi les rapports NADPH/NADP et ATP/ADP dans le chloroplaste. Dans le même temps, les électrons de haute énergie excités par la lumière seront transférés à 0,2 et le radical anion superoxyde 0,2 formé aura un effet néfaste sur le film photosynthétique et le dispositif photosynthétique. Cependant, la photorespiration peut consommer la force d'assimilation et la haute énergie. électrons, réduisent la formation de 0,2, protégeant ainsi les chloroplastes, évitent ou réduisent les dommages causés par une forte lumière au mécanisme photosynthétique
4. Élimination de l'acide glycolique L'acide glycolique est toxique pour les cellules, tandis que la photorespiration peut éliminer l'acide glycolique et protéger les cellules de la toxicité.