Фази на фотосинтеза и неговото местоположение

Фотосинтезата е процес, при който растенията правят храна, използвайки въглероден диоксид, вода и слънчева светлина. Въглеродният диоксид навлиза в растението през малки пори в листата му, наречени устици. Водата пътува до листата по вените в растението, след като се абсорбира от корените.

В процеса на фотосинтеза енергията от слънчевата светлина се използва за създаване на глюкоза от CO₂ и Н₂О. Тази глюкоза осигурява храна за растението. Тъй като много висши форми на живот зависят както от растенията, които ядат, така и от кислорода, за да дишат, този процес е жизненоважен за оцеляване на екосистемите.

Забележка: Фотосинтезата се среща и при водорасли и някои видове бактерии. Фокусът на тази публикация е върху фотосинтеза в растенията.

Фотосинтезата се случва в хлоропластите, намиращи се в листата и зелените стъбла на растенията. Един лист има десетки хиляди клетки, всяка от които има 40 до 50 хлоропласти.

Всеки хлоропласт е разделен на много отделения с форма на диск, наречени тилакоиди, които са разположени вертикално като стек палачинки. Всеки стек се нарича гранум (множественото число е грана), който е окачен в течност, наречена строма. The

Въпреки че целият процес може да отнеме по-малко от минута, процесът на фотосинтеза всъщност е доста сложен.

Има две стъпки на фотосинтезата: светлинни реакции (снимката част) и тъмни реакции които са известни още като Цикъл на Калвин (частта на синтеза) и всяка от фазите на фотосинтезата има множество стъпки.

Първата стъпка от използването на фотосинтеза светлинна енергия за създаване на молекули енергийни носители, които ще бъдат използвани във втория процес. Известни като светлинни реакции, тези реакции директно използват енергията на слънцето. Стотици пигментни молекули се съдържат във фотоцентровете в тилакоидна мембрана и действат като антени за абсорбиране на светлина и прехвърляне на енергия към молекула хлорофил.

Тези фотосинтетични пигменти позволяват на растенията да абсорбират слънчевата светлина, която е необходима за започване на процеса. Светлината възбужда електрони, причинявайки по-високо енергийно състояние. Това води до превръщането на енергията от слънцето в химическа енергия, която осигурява храна за растението.

Молекули на хлорофил в растенията изграждат реакционен център, който прехвърля високоенергийни електрони към акцепторни молекули, които след това се прехвърлят през поредица от мембранни носители. Тези високоенергийни електрони преминават между молекулите и водят до разделяне на водните молекули на кислород, водородни йони и електрони.

В тази първа стъпка поредица от реакции кара слънчевата енергия да се преобразува в химическа енергия и в две отделни фотосистеми, електроните се прехвърлят последователно, за да генерират аденозин трифосфат (ATP) и никотин аденин динуклеотид фосфат (NADP⁺).

След това някои от високоенергийните електрони продължават да намаляват NADP⁺ към NADPH. Полученият кислород се дифузира от хлоропласта и излиза в атмосферата през порите в листата. ATP и NADPH, произведени в този първи етап, се използват в следващия етап, където се създава глюкоза.

Вторият процес на фотосинтеза води до биосинтеза на въглехидрати от CO₂. В тази независима от светлината (известна преди като тъмна) фаза, NADPH, създаден в първата стъпка, осигурява водород, който ще образуват глюкоза докато АТФ, образуван в зависимите от светлината реакции, осигурява енергията, необходима за синтеза му.

Известен също като цикъла на Калвин, тази фаза протича в стромата и води до производството на захароза, които след това ще се използват като източник на храна и енергия за растението. Наречена за Мелвин Калвин, тази фаза използва АТФ и НАДФН, които са създадени в първата фаза, заедно с ензима рибулоза бисфосфат карбоксилаза, открит в хлоропласта.

Тук рибулозата служи като катализатор, за да „фиксира“ въглеродните молекули, които след това се превръщат във въглехидрати, които служат като източник на енергия за растението.