Mitä tapahtuu, kun klorofyllimolekyyli absorboi valoa?

Kun ajattelet tieteenalaa, joka liittyy siihen, miten kasvit saavat "ruokansa", harkitset todennäköisesti ensin biologiaa. Mutta todellisuudessa fysiikka on biologian palveluksessa, koska se on auringon valon energia, joka ensin potkaisi vaihteeksi, ja jatkaa edelleen voimaa, koko elämä maaplaneetalla. Tarkemmin sanottuna se on energiansiirtokaskadi, joka käynnistetään kun fotonit kevyessä iskussa a klorofylli molekyyli.

Fotonien rooli fotosynteesi Klorofylli absorboi klorofylli tavalla, joka saa klorofylli-molekyylin osan elektronit väliaikaisesti "innostumaan" tai korkeammassa energiatilassa. Kun ne ajautuvat takaisin kohti tavanomaista energiatasoa, vapauttama energiansa tuottaa fotosynteesin ensimmäisen osan. Täten ilman klorofylliä fotosynteesi ei voisi tapahtua.

Kasvit ja eläimet ovat molemmat eukaryootteja. Sellaisina niiden soluissa on paljon enemmän kuin minimimäärä, joka kaikilla soluilla on oltava (solukalvo, ribosomit, sytoplasma ja DNA). Heidän soluissa on runsaasti kalvoon sitoutuneita

Kloroplastien sisällä on rakenteita, joita kutsutaan tyloideiksi, joilla on oma kalvo. Tylakoidien sisällä on klorofylliksi kutsuttu molekyyli, joka tavallaan odottaa ohjeita kirjaimellisen valonsalaman muodossa.
Lue lisää kasvien ja eläinten solujen samankaltaisuudesta ja eroista.

Kaikki elävät tarvitsevat polttoaineena hiilen lähteen. Eläimet voivat saada omansa tarpeeksi yksinkertaisesti syömällä ja odottamalla ruoansulatus- ja soluentsyymiensä muuttavan asian glukoosimolekyyleiksi. Mutta kasvien on otettava hiiltä lehtien kautta muodossa hiilidioksidikaasu (CO₂) ilmakehässä.

Fotosynteesin tehtävänä on lajitella saaliskasvit samaan pisteeseen, metabolisesti ottaen, että eläimet ovat kerralla tuottaneet glukoosia ruoastaan. Eläimillä tämä tarkoittaa eri hiiltä sisältävien molekyylien pienentämistä ennen kuin ne edes pääsevät soluihin, mutta kasveissa se tarkoittaa hiiltä sisältävien molekyylien tekemistä suurempi ja solujen sisällä.

Ensimmäisessä reaktiosarjassa, jota kutsutaan valoreaktiot koska ne vaativat suoraa valoa, entsyymit, joita kutsutaan Photosystem I: ksi ja Photosystem II: ksi tylakoidikalvoon käytetään muuntamaan valoenergiaa ATP- ja NADPH-molekyylien synteesiin elektronikuljetuksessa järjestelmään.
Lue lisää elektronien siirtoketjusta.

Ns tummat reaktiot, jotka eivät vaadi eikä häiritse valoa, ATP: stä ja NADPH: sta kerättyä energiaa (koska ei mitään "voi" varastoida "valoa suoraan) käytetään glukoosin rakentamiseen hiilidioksidista ja muista hiilen lähteistä tehdas.

Kasveissa on klorofyllin lisäksi monia pigmenttejä, kuten fykoerytriini ja karotenoidit. Klorofylli on kuitenkin porfyriini rengasrakenne, samanlainen kuin ihmisen hemoglobiinimolekyylissä. Klorofyllin porfyriinirengas sisältää kuitenkin alkuaineen magnesiumia, jossa rauta esiintyy hemoglobiinissa.

Klorofylli absorboi valoa valonspektrin näkyvän osan vihreässä osassa, joka ulottuu kaikilta osin noin 350–800 miljardin metrin metrialueelle.

Tavallaan kasvien valoreseptorit absorboivat fotoneja ja käyttävät niitä potkaistakseen elektronit, jotka ovat tunkeutuneet innostuneeseen herätystilaan, mikä saa heidät juoksemaan ylös portaita. Lopulta naapurielektronit läheisissä klorofylli "kodeissa" alkavat myös juosta. Kun he asettuvat takaisin lepotilaansa, heidän ruuhkautumisensa alakerrassa sallii sokerin rakentamisen monimutkaisen mekanismin avulla, joka vangitsee energian jalanjäljistään.

Kun energia siirretään yhdestä klorofyllimolekyylistä viereiseen, tätä kutsutaan resonanssienergiansiirroksi tai eksiton siirtää.