A fotoszintézis azt a biológiai folyamatot képviseli, amelynek során a növények a fényenergiát cukorrá alakítják üzemanyagsejtekké. Két szakaszból áll, az egyik szakasz a fényenergiát cukorrá alakítja, majd a sejtlégzés átalakítja a cukrot adenozin-trifoszfáttá, amely ATP néven ismert, az üzemanyag minden sejt életében. A használhatatlan napfény átalakulása zöldsé teszi a növényeket.
Míg a fotoszintézis mechanizmusai összetettek, a teljes reakció a következőképpen megy végbe: szén-dioxid + napfény + víz> glükóz (cukor) + molekuláris oxigén. A fotoszintézis több lépésben zajlik, amelyek két szakaszban fordulnak elő: a világos és a sötét fázisban.
Első szakasz: Fényreakciók
A fényfüggő folyamatban, amely a granában megy végbe, a kloroplasztikákon belül halmozott membránszerkezet, a a közvetlen fényenergia segíti a növényt olyan molekulák előállításában, amelyek energiát hordoznak a felhasználáshoz a sötét fázisban fotoszintézis. A növény fényenergiát használ a nikotinamid-adenin-dinukleotid-foszfát vagy NADPH és ATP, az energiát hordozó molekulák koenzimjének előállításához. Ezekben a vegyületekben található kémiai kötések tárolják az energiát, és a sötét fázisban használják fel őket.
Második szakasz: Sötét reakciók
A sötét fázis, amely a sztrómában és a sötétben megy végbe, amikor az energiát hordozó molekulák jelen vannak, Kalvin-ciklusnak vagy C-nek is nevezik.3 ciklus. A sötét fázis a világos fázisban keletkezett ATP és NADPH felhasználásával szénhidrátok C-C kovalens kötéseit hozza létre szén-dioxid és víz, ribulóz-bifoszfáttal vagy RuBP-vel, egy 5-C vegyi anyaggal, amely megköti a szenet dioxid. Hat szén-dioxid-molekula lép be a ciklusba, amely viszont egy molekula glükózt vagy cukrot termel.
Hogyan működik a fotoszintézis
A fotoszintézist meghatározó komponens a klorofill molekula. A klorofill egy nagy molekula, amelynek különleges szerkezete lehetővé teszi a fényenergia megkötését és átalakítását nagy energiájú elektronok, amelyeket a két fázis reakciója során végső soron a cukor vagy szőlőcukor.
A fotoszintetikus baktériumoknál a reakció a sejtmembránban és a sejten belül zajlik, de a magon kívül. Növényekben és fotoszintetikus protozoonokban - a protozoák egysejtű szervezetek, amelyek az eukariótához tartoznak tartomány, ugyanaz az életterület, amely magában foglalja a növényeket, állatokat és gombákat - a fotoszintézis belül zajlik kloroplasztok. A kloroplasztikák egyfajta organelle vagy membránhoz kötött rekeszek, amelyek speciális funkciókhoz vannak adaptálva, például a növények energiájának megteremtéséhez.
Kloroplasztikák - evolúciós mese
Míg a kloroplasztik ma más sejtekben, például növényi sejtekben léteznek, saját DNS-sel és génekkel rendelkeznek. Ezeknek a géneknek a szekvenciáját elemezve kiderült, hogy a kloroplasztok önállóan élő fotoszintetikus organizmusokból fejlődtek ki, amelyek egy cianobaktériumnak nevezett baktériumcsoporthoz kapcsolódnak.
Hasonló folyamat történt, amikor a mitokondriumok ősei, a sejteken belüli organellumok, ahol az oxidatív légzés, a fotoszintézis kémiai ellentéte zajlik. Az endoszimbiózis elmélete szerint egy elmélet, amely a közelmúltban lendületet kapott, a Nature folyóiratban megjelent új tanulmány miatt mindkét kloroplaszt és a mitokondrium egykor független baktériumként élt, de elárasztották az eukarióták őseit, ami végül növények és állatok.