Fotosynteesi edustaa biologista prosessia, jolla kasvit muuntavat valoenergian sokeriksi polttoainekasvien soluiksi. Kahdesta vaiheesta koostuva yksi vaihe muuntaa valoenergian sokeriksi ja sitten soluhengitys muuntaa sokerin adenosiinitrifosfaatiksi, joka tunnetaan nimellä ATP, polttoaineena koko soluelämälle. Käyttämättömän auringonvalon muuttuminen tekee kasveista vihreitä.
Vaikka fotosynteesin mekanismit ovat monimutkaisia, kokonaisreaktio tapahtuu seuraavasti: hiilidioksidi + auringonvalo + vesi> glukoosi (sokeri) + molekyylihappi. Fotosynteesi tapahtuu useiden vaiheiden kautta, jotka tapahtuvat kahden vaiheen aikana: valo- ja pimeä vaihe.
Ensimmäinen vaihe: Valoreaktiot
Valosta riippuvassa prosessissa, joka tapahtuu granassa, kloroplastien sisällä olevassa pinotussa kalvorakenteessa suora valoenergia auttaa kasveja valmistamaan molekyylejä, jotka kuljettavat energiaa käyttöön pimeässä vaiheessa fotosynteesi. Laitos käyttää valoenergiaa nikotinamidiadeniinidinukleotidifosfaatin tai NADPH: n ja ATP: n, entsyymin, molekyylien tuottamiseen, jotka kuljettavat energiaa. Näiden yhdisteiden kemialliset sidokset varastoivat energiaa ja niitä käytetään pimeässä vaiheessa.
Toinen vaihe: Pimeät reaktiot
Pimeä vaihe, joka tapahtuu stromassa ja pimeässä, kun energiaa kuljettavat molekyylit ovat läsnä, tunnetaan myös nimellä Calvin-sykli tai C3 sykli. Pimeässä faasissa käytetään valovaiheessa syntyneitä ATP: tä ja NADPH: ta hiilihydraattien C-C-kovalenttisten sidosten muodostamiseksi hiilidioksidi ja vesi, kemiallisella ribuloosibifosfaatilla tai RuBP: llä, 5-C kemikaalilla, joka sieppaa hiilen dioksidi. Kuusi hiilidioksidimolekyyliä tulee kiertoon, mikä puolestaan tuottaa yhden glukoosimolekyylin tai sokerin.
Miten fotosynteesi toimii
Avainkomponentti, joka ohjaa fotosynteesiä, on klorofylli-molekyyli. Klorofylli on suuri molekyyli, jolla on erityinen rakenne, jonka avulla se voi siepata valoenergiaa ja muuntaa sen korkean energian elektronit, joita käytetään kahden vaiheen reaktioiden aikana lopullisesti sokerin tai glukoosi.
Fotosynteettisissä bakteereissa reaktio tapahtuu solukalvossa ja solussa, mutta ytimen ulkopuolella. Kasveissa ja fotosynteettisissä alkueläimissä - alkueläimet ovat yksisoluisia organismeja, jotka kuuluvat eukaryoottiin verkkotunnus, sama elämän alue, joka sisältää kasveja, eläimiä ja sieniä - fotosynteesi tapahtuu sisällä kloroplastit. Kloroplastit ovat eräänlainen organelli tai kalvoon sitoutuneita osastoja, jotka on sovitettu tiettyihin toimintoihin, kuten energian luomiseen kasveille.
Kloroplastit - evoluutioarina
Vaikka kloroplasteja on nykyään muissa soluissa, kuten kasvisoluissa, niillä on oma DNA ja geenit. Näiden geenien sekvenssin analyysi on paljastanut, että kloroplastit kehittyivät itsenäisesti elävistä fotosynteettisistä organismeista, jotka liittyvät syanobakteereiksi kutsuttujen bakteerien ryhmään.
Samanlainen prosessi tapahtui, kun mitokondrioiden esi-isät, solujen sisällä olevat organellit, joissa tapahtuu oksidatiivinen hengitys, fotosynteesin kemiallinen vastakohta. Endosymbioositeorian mukaan teoria, joka sai hiljattain vauhtia, Nature-lehdessä julkaistun uuden tutkimuksen takia molemmat kloroplastit ja mitokondriot elivät aikoinaan itsenäisinä bakteereina, mutta ne olivat nielleet eukaryoottien esi-isissä, mikä johti viime kädessä kasvien ja eläimet.