כיצד צמחים אוגרים אנרגיה במהלך פוטוסינתזה?

פוטוסינתזה היא צמחי התהליך וכמה אצות משתמשות בהפיכת אנרגיית אור לאנרגיה כימית המאוחסנת כסוכר בתוך כלורופלסטים - מפעלי האנרגיה הנמצאים בתאי הצמח. צמחים זקוקים רק לפחמן דו חמצני ולמים כדי שהפוטוסינתזה תעבוד. כלורופלסטים מלאים בכלורופיל, מפתח פיגמנט ירוק לפוטוסינתזה, המסייע לצמח לספוג אור. אנרגיה המאוחסנת במהלך הפוטוסינתזה מתחילה את זרימת האנרגיה והפחמן בשרשרת המזון.

TL; DR (ארוך מדי; לא קרא)

ברגע שצמחים הופכים את אור השמש לאנרגיה, מולקולות אנרגיה עוזרות להפוך את הדלק לסוכרים במפעלי האנרגיה של הצמח הנקראים כלורופלסטים הנמצאים בעלים. בתהליך הפוטוסינתזה והנשימה מייצרים צמחים גלוקוז או סוכר וחמצן.

הנוסחה המתארת ​​פוטוסינתזה היא 6CO2 + 6H20 + אנרגיית אור = C6H1206 + 602. מה המשמעות של משוואה כימית זו היא שהפוטוסינתזה משלבת אנרגיית אור עם שש מולקולות של פחמן דו חמצני ושש מולקולות מים לייצור שש מולקולות חמצן ומולקולה אחת של סוכר.

הפוטוסינתזה מחולקת לשני שלבים עיקריים: תגובה קלה ותגובה כהה. תגובת האור ממירה אנרגיית אור לטריפוספט אדנוזין, מטבע האנרגיה של כל החיים, וניקוטינאמיד אדנין דינוקלאוטיד פוספט, שניהם הופכים למולקולות נושאות אנרגיה הדרושות לשלב החשוך או פוטוסינתזה. שלב זה מתרחש בקרום בלוטת התריס, קרום שנמצא בתוך כלורופלסטים.

בתגובה האפלה משתמשים ATP ו- NADPH שנוצרו בתגובת האור כדי להפוך פחמן דו חמצני לסוכר. שלב זה מתרחש בתוך הסטומה של הצמח בחושך. המחזור העיקרי בשלב זה נקרא מחזור קלווין, המורכב משלושה שלבים. שלב ראשון, הנקרא גם שלב קיבוע פחמן, הוא כאשר פחמן דו חמצני משלב עם ביספוספט ריבולוז, סוכר בעל חמש פחמן. בשלב שני, ATP מסייע בהמרת המוצר משלב ראשון לסוכר. השלב השלישי, או שלב ההתחדשות, משתמש שוב ב- ATP כדי לחדש את רמות הרזרבה של RuBp בתא, ולהשלים את המחזור.

ATP הוא מרכיב חיוני בתהליך הפוטוסינתזה. ביולוגים רואים את זה כמטבע החיים, מכיוון שזהו מקור האנרגיה המועדף על התא לעשות כמעט כל דבר, החל מהנעת שרירים וכלה בהנשמה.

צמחים משתמשים באנרגיית אור כדי להתחיל בתהליך הפוטוסינתזה ולדלק את אגירת האנרגיה בסוכרים. האור מחולק לצבעים שונים כאשר אורכי הגל האופייניים להם כאשר כל אורך הגל מיוצג על ידי פיגמנט בודד. כלורופיל, פיגמנט צמחי ספציפי, לוקח אור כחול ואדום ואילו קרוטנואיד, סוג אחר של פיגמנט צמחי, משתמש בגלי אור כחולים-ירוקים. אורכי גל ירוקים אינם נספגים ביעילות על ידי הצמחים ומשתקפים מהעלים והגבעולים של הצמח, מה שגורם לצמחים להיראות ירוקים.