A növények és az algák a világ élelmezési bankjaiként működnek csodálatos fotoszintetikus erejüknek köszönhetően. A fotoszintézis során a napfényt élő szervezetek gyűjtik össze, és felhasználják glükóz és más energiadús, szénalapú vegyületek előállítására.
A tudósok érdekesnek találják a folyamat három szakaszát, és a Bioenergia és Fotoszintézis Központ Az Arizonai Állami Egyetemen még a fotoszintézis fontosságát is érvelik más biológiai folyamatokhoz képest.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
Az energiacsere folyamata a fotoszintézisben 6H-ként van kifejezve2O + 6CO2 + fényenergia → C6H12O6 (glükóz: egyszerű cukor) + 6O2 (oxigén).
Mi a fotoszintézis?
Fotoszintézis egy komplex folyamat, amely két vagy több szakaszra osztható, ilyen a fénytől és a fénytől független reakciók. A fotoszintézis háromlépcsős modellje a napfény abszorpciójával kezdődik és a glükóz termelésével ér véget.
A növényeket, algákat és bizonyos baktériumokat a következők közé sorolják: autotrófok, vagyis fotoszintézissel képesek kielégíteni táplálkozási igényeiket. Az autotrófok a
A fotoszintézis nem csak az étel hozzájárul. Tárolt energia fosszilis tüzelőanyagok a fát pedig otthonok, vállalkozások és ipar fűtésére használják. A tudósok tanulmányozzák a fotoszintézis szakaszait, hogy többet megtudjanak arról, hogy az autotrófok hogyan használják fel a napenergiát és a szén-dioxidot szerves vegyületek előállítására. A kutatási eredmények új növénytermesztési módszerekhez és megnövekedett hozamokhoz vezethetnek.
A fotoszintézis folyamata: 1. szakasz: Sugárzó energia betakarítása
Amikor egy napsugár egy zöld, leveles növényt ér el, a fotoszintézis folyamata megindul.
A fotoszintézis első lépése a kloroplasztok növényi sejtekből. A fényfotonokat elnyeli a klorofill nevű pigment, amely bőségesen van jelen az egyes kloroplasztikák tilakoid membránjában. Klorofill zöldnek tűnik a szem számára, mert nem elnyeli a zöld hullámokat a fényspektrumon. Helyette tükrözi őket, tehát ezt a színt látja.
A növények szénhidrogént vesznek fel sztómák (mikroszkópos nyílások a szövetben) fotoszintézisben történő felhasználásra. A növények feltöltik és feltöltik az oxigént a levegőben és az óceánban.
2. szakasz: Sugárzó energia átalakítása
Miután a napfénytől sugárzó energia elnyelődik, a növény a fényenergiát felhasználható kémiai energiává alakítja, hogy táplálja a növény sejtjeit.
Ban ben fényfüggő reakciók a fotoszintézis második szakaszában fordulnak elő, az elektronok izgulnak és elszakadnak a vízmolekuláktól, és az oxigént hagyják melléktermékként. Ezután a vízmolekula hidrogénelektronjai a klorofillmolekula reakcióközpontjába költöznek.
A reakcióközpontban az elektron egy transzportlánc mentén halad, az ATP-szintáz enzim segítségével. Az energia elvész, amikor a gerjesztett elektron alacsonyabb energiaszintre csökken. Az elektronokból származó energia átkerül adenozin-trifoszfát (ATP) és redukált nikotinamid-adenin-dinukleotid-foszfát (NADPH), amelyet általában a sejtek „energia pénznemének” neveznek.
3. szakasz: Sugárzó energia tárolása
A fotoszintézis folyamatának utolsó szakasza a Calvin-Benson-ciklus néven ismert, amelyben a növény az atmoszférikus szén-dioxidot és a talajból származó vizet használja az ATP és NADPH átalakítására. A Calvin-Benson ciklust alkotó kémiai reakciók a kloroplaszt stromájában fordulnak elő.
A fotoszintézis folyamatának ez a szakasza az fénytől független és akár éjszaka is megtörténhet.
Az ATP és a NADPH rövid eltarthatósági idővel rendelkezik, ezeket az üzemnek kell átalakítania és tárolnia. Az ATP és NADPH molekulákból származó energia lehetővé teszi a sejt számára a légköri szén-dioxid felhasználását vagy „rögzítését”, ami cukor, zsírsav és glicerin termelődését eredményezi a fotoszintézis harmadik szakaszában. Az energiát, amelyre a növénynek azonnal nincs szüksége, későbbi felhasználás céljából tároljuk.