ΦωτοσύνθεσηΜε λίγα λόγια, είναι η διαδικασία χρήσης νερού, διοξειδίου του άνθρακα και ηλιακού φωτός για την παραγωγή ζάχαρης. Τα φυτά και άλλοι φωτοσυνθετικοί οργανισμοί καλούνται παραγωγοί επειδή μπορούν να παράγουν υδατάνθρακες για ενέργεια χωρίς να καταναλώνουν άλλους οργανισμούς. Η διαδικασία της φωτοσύνθεσης απαιτεί εξειδικευμένες κυτταρικές δομές που ονομάζονται χλωροπλάστες για να συλλάβει ενέργεια από τον ήλιο και να τη μετατρέψει σε χημική ενέργεια.
1. Το πράσινο χρώμα των φύλλων οφείλεται στη χλωροφύλλη.
Αυτά τα πράσινα χρωματισμένα μόρια ζουν στους χλωροπλάστες φυτικών κυττάρων και απορροφούν ορατό φως για φωτοσύνθεση. Τα μόρια χλωροφύλλης απορροφούν όλα τα μήκη κύματος του φωτός εκτός από το πράσινο αλλά κυρίως απορροφούν τα κόκκινα και μπλε μήκη κύματος. Τα φυτά εμφανίζονται πράσινα επειδή η χλωροφύλλη αντανακλά τα πράσινα μήκη κύματος του φωτός.
2. Τα δύο κύρια μέρη ενός χλωροπλάστη είναι το γκρανά και το στρώμα.
Το Grana είναι στοίβες διαμερισμάτων σε σχήμα δίσκου που περικλείονται μέσα σε μια μεμβράνη. Αυτοί οι δίσκοι ονομάζονται θυκαλοειδή και αποτελούν τον τόπο όπου εμφανίζονται αντιδράσεις που εξαρτώνται από το φως. Το υγρό που περιβάλλει το γκρανά είναι το στρώμα. Οι αντιδράσεις ανεξάρτητες από το φως λαμβάνουν χώρα στο στρώμα.
3. Το πρώτο στάδιο της φωτοσύνθεσης συλλαμβάνει ενέργεια από τον ήλιο για τη διάσπαση των μορίων του νερού.
ο εξαρτώμενες από το φως αντιδράσεις αξιοποιήστε και μεταφέρετε ενέργεια διαχωρίζοντας άτομα υδρογόνου και οξυγόνου. Τα ηλεκτρόνια κινούνται μέσω της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων όπου περνούν κατά μήκος μιας σειράς πρωτεϊνών για να φτιάξουν τελικά ATP, η ενέργεια που χρησιμοποιείται στο επόμενο στάδιο της φωτοσύνθεσης.
4. Το δεύτερο στάδιο της φωτοσύνθεσης είναι ο κύκλος του Calvin.
Ανεξάρτητες από το φως αντιδράσεις Χρησιμοποιήστε την ενέργεια που παράγεται κατά τη διάρκεια των αντιδράσεων που εξαρτώνται από το φως για να κάνετε υδατάνθρακες σε μια διαδικασία που ονομάζεται κύκλος Calvin. Ένα μόριο άνθρακα προστίθεται κάθε φορά. Η ενέργεια διατηρεί τον κύκλο να επαναλάβει τη διαδικασία και να δημιουργήσει μόρια σακχάρου που περιέχουν έξι άνθρακες.
5. Χρειάζονται έξι μόρια νερού και έξι μόρια διοξειδίου του άνθρακα για να φτιάξουν ένα μόριο γλυκόζης κατά τη φωτοσύνθεση.
Εκτός από ένα μόριο γλυκόζης, C6Η12Ο6, η αντίδραση του 6Η2O + 6CO2 αποδίδει επίσης έξι μόρια οξυγόνου, ή 6O2. Το οξυγόνο είναι ένα απόβλητο της φωτοσύνθεσης.
6. Τα φυτά έχουν εξειδικευμένους ιστούς που βοηθούν τη φωτοσύνθεση.
Το νερό απορροφάται από τις ρίζες και μεταφέρεται στα φύλλα με εξειδικευμένο ιστό που ονομάζεται ξυλέμ. Επειδή τα φύλλα έχουν προστατευμένη επικάλυψη για την αποφυγή ξήρανσης, το διοξείδιο του άνθρακα πρέπει να εισέλθει μέσω των πόρων που ονομάζονται στομάτα. Το οξυγόνο εξέρχεται από το φυτό μέσω στομάτων.
7. Τα μόρια γλυκόζης ενώνονται για να σχηματίσουν πιο πολύπλοκα μόρια που χρησιμοποιούνται από τα φυτά.
Τα μόρια γλυκόζης που σχηματίζονται κατά τη φωτοσύνθεση είναι απλά σάκχαρα που αποτελούν δομικά στοιχεία αμύλου και κυτταρίνης. Τα φυτά χρησιμοποιούν άμυλα ως αποθηκευμένη ενέργεια και οι ιστοί που αποτελούν τη δομή ενός φυτού κατασκευάζονται από κυτταρίνη.
8. Τα φύλλα αλλάζουν χρώμα το φθινόπωρο επειδή τα φυτά επιβραδύνουν τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης.
Τα φυτά περιέχουν άλλες χρωστικές εκτός της χλωροφύλλης. Όταν τα φυτά προετοιμάζονται για το χειμώνα σε δροσερά ή εύκρατα κλίματα, παράγουν λιγότερη χλωροφύλλη. Επειδή υπάρχει λιγότερη χλωροφύλλη που αντανακλά το πράσινο φως, τα χρώματα άλλων χρωστικών γίνονται ορατά και τα φύλλα εμφανίζονται καφέ, πορτοκαλί, κόκκινο ή κίτρινο αντί για πράσινο.
9. Τα φυτά δεν είναι οι μόνοι οργανισμοί που χρησιμοποιούν φωτοσύνθεση.
Ορισμένα βακτήρια, όπως τα κυανοβακτήρια, και τα προστατευτικά, όπως τα φύκια, είναι επίσης παραγωγοί. Αυτοί οι μονοκύτταροι οργανισμοί περιέχουν χλωροφύλλη και συνήθως βρίσκονται σε υδρόβια περιβάλλοντα.
10. Η αντίστροφη διαδικασία της φωτοσύνθεσης είναι η κυτταρική αναπνοή.
Κυτταρική αναπνοή είναι η διαδικασία χρήσης της χημικής ενέργειας που αποθηκεύεται σε σάκχαρα. Η αντίδραση είναι η κατοπτρική εικόνα της φωτοσύνθεσης: γλυκόζη + οξυγόνο αποδίδει διοξείδιο του άνθρακα + νερό. Όπως όλα τα έμβια όντα, τα φυτά περνούν από την κυτταρική αναπνοή για να αποκτήσουν ενέργεια για ανάπτυξη και αναπαραγωγή.