Растенията и водораслите действат като хранителна банка в света благодарение на невероятните си фотосинтетични сили. В процеса на фотосинтеза слънчевата светлина се събира от живите организми и се използва за производство на глюкоза и други богати на енергия съединения на основата на въглерод.
Учените намират трите етапа на процеса за интригуващи, а Център за биоенергия и фотосинтеза в Държавния университет в Аризона дори се аргументира за значението на фотосинтезата спрямо другите биологични процеси.
TL; DR (твърде дълго; Не прочетох)
Процесът на енергиен обмен при фотосинтеза се изразява като 6Н2O + 6CO2 + светлинна енергия → C6З.12О6 (глюкоза: обикновена захар) + 602 (кислород).
Какво е фотосинтеза?
Фотосинтеза е сложен процес, който може да бъде разделен на два или повече етапа, като зависими от светлината и независими от светлината реакции. Тристепенният модел на фотосинтеза започва с поглъщане на слънчева светлина и завършва с производството на глюкоза.
Растенията, водораслите и някои бактерии се класифицират като
автотрофи, което означава, че те са способни да задоволят своите хранителни нужди чрез фотосинтеза. Автотрофите са в долната част на хранителна верига защото те произвеждат храна за всички останали живи организми. Например, растенията се ядат от пашари, които в крайна сметка могат да бъдат източник на храна за хищници и разлагачи.Храната не е единственият принос на фотосинтезата. Съхранена енергия в изкопаеми горива и дървото се използва за отопление на домове, предприятия и индустрии. Учените изследват етапите на фотосинтезата, за да научат повече за това как автотрофите използват слънчевата енергия и въглеродния диоксид за производството на органични съединения. Констатациите от научните изследвания могат да доведат до нови методи на растениевъдство и увеличени добиви.
Процесът на фотосинтез: Етап 1: Събиране на лъчиста енергия
Когато лъч слънчева светлина удари зелено, листно растение, процесът на фотосинтеза се задейства.
Първата стъпка от фотосинтезата се случва в хлоропласти на растителните клетки. Светлинните фотони се абсорбират от пигмент, наречен хлорофил, който е в изобилие в тилакоидната мембрана на всеки хлоропласт. Хлорофил изглежда зелено за окото, защото не абсорбира зелени вълни от светлинния спектър. Вместо това ги отразява, така че това е цветът, който виждате.
Растенията приемат въглероден диоксид чрез своя устици (микроскопични отвори в тъкан) за използване при фотосинтеза. Растенията транспирират и попълват кислорода във въздуха и океана.
Етап 2: Преобразуване на лъчиста енергия
След като лъчистата енергия от слънчевата светлина се абсорбира, растението превръща светлинната енергия в използваема форма на химическа енергия за захранване на клетките на растението.
В светлинно зависими реакции възникващи по време на втория етап от процеса на фотосинтеза, електроните се възбуждат и се отделят от водните молекули, оставяйки кислород като страничен продукт. След това водородните електрони на молекулата на водата се преместват в реакционен център в молекулата на хлорофила.
В реакционния център електронът преминава по транспортна верига, подпомаган от ензима АТФ синтаза. Енергията се губи, когато възбуденият електрон пада до по-ниски енергийни нива. Енергията от електроните се прехвърля към аденозин трифосфат (АТФ) и редуциран никотинамид аденин динуклеотид фосфат (NADPH), обикновено наричан „енергийна валута“ на клетките.
Етап 3: Съхранение на лъчиста енергия
Последният етап от процеса на фотосинтеза е известен като цикъла на Калвин-Бенсън, при който растението използва атмосферен въглероден диоксид и вода от почвата за преобразуване на АТФ и НАДФН. Химичните реакции, изграждащи цикъла на Калвин-Бенсън, протичат в стромата на хлоропласта.
Този етап от процеса на фотосинтеза е независим от светлината и може да се случи дори през нощта.
ATP и NADPH имат кратък срок на годност и трябва да бъдат преобразувани и съхранявани от растението. Енергията от молекулите ATP и NADPH позволява на клетката да използва или „фиксира“ атмосферния въглероден диоксид, което води до производството на захар, мастни киселини и глицерол в третия етап на фотосинтезата. Енергията, от която растението не се нуждае веднага, се съхранява за по-късна употреба.
