რა ენერგიის გარდაქმნები ხდება ფოტოსინთეზის დროს?

ფოტოსინთეზი არის მზის სხივის ქიმიურ ენერგიად გადაქცევის პროცესი გლუკოზის ან შაქრის ობლიგაციებში შენახვის გზით. ეს პროცესი ხდება მცენარეებში, ბაქტერიებსა და ზოგიერთ პროტისტებში, ან წყალმცენარეებში შაქრის წარმოებაში, როგორც საკვებად. ფოტოსინთეზირებული მცენარეების ფოთლებში არსებული ქლოროფილი ენერგიას იღებს მზის სხივიდან და გარდაქმნის მას ნახშირწყლებად. ფოტოსინთეზი იყენებს ნახშირორჟანგს (CO2) და წყალს, როგორც ნედლეულს, შაქრის წარმოსაქმნელად და გამოყოფს ჟანგბადს, როგორც სუბპროდუქტი.

ფოტოსინთეზი ხდება ძირითადად ფოთლებსა და ღეროებში. ტიპური ფოთოლი მოიცავს ზედა და ქვედა ეპიდერმისს, სისხლძარღვთა შეკვრას, მეზოფილსა და სტომატს, ან მცენარის ფორებს. ზედა და ქვედა ეპიდერმისი ემსახურება ფოთლის დაცვას. სტომატები ქვედა ეპიდერმისის ფორებია, რომლებიც მოქმედებენ CO2– ის და ჰაერის გადასასვლელად. სისხლძარღვოვანი ჩალიჩები მცენარეს გარშემო გადააქვს წყალი, მინერალები და საკვები ნივთიერებები. მეზოფილი შეიცავს ქლოროპლასტს თავის თილაკოიდულ მემბრანაში. ეს არის ადგილი, სადაც ხდება ფოტოსინთეზი.

ზოგადი ქიმიური რეაქცია ფოტოსინთეზის ქვეშ შეიძლება დაიწეროს როგორც “6H2O + 6CO2> C6H12O6 + 6O2”. პროცესი ხდება ორ ეტაპად. პირველი ეტაპი არის სინათლის რეაქცია, რომელიც გამოიყენება მაღალი ენერგიის მოლეკულების შესაქმნელად. სინათლის რეაქციაში მოპოვებული ენერგია ინახება უჯრედებში ქიმიური ნივთიერების სახით, სახელწოდებით ATP, ან ადენოზინტრიფოსფატი. ფოტოსინთეზის მეორე ეტაპს კალვინის ციკლის რეაქციას უწოდებენ.

რეაქციის ამ ნაწილში ATP– ზე შენახული ქიმიური ენერგია გამოიყენება CO2– დან შაქრის წარმოქმნისთვის ფერმენტული, ან ფერმენტული რეაქციების შედეგად. თავდაპირველად, CO2 რეაგირებს ხუთ ნახშირბადოვან ნაერთთან, რიბულოზის ბისფოსფატთან (RuBP), კატალიზირებულია ფერმენტ კარბოქსილაზას ჟანგბადიას წარმოქმნის სტაბილურ, სამ ნახშირბადოვან ნაერთს, რომელსაც ფოსფოგლიცერატი (PGA) უწოდებენ. ATP- ში აღებული ენერგია PGA- ს გარდაქმნის გლიცერალდეჰიდ 3-ფოსფატად (G3P), რომელიც გარდაიქმნება სხვა ორგანულ ნაერთებად.

ფოტოსინთეზი მნიშვნელოვნად განისაზღვრება ისეთი ფაქტორებით, როგორიცაა სინათლის ინტენსივობა, ნიადაგის საკვები ნივთიერებები, წყლის ხელმისაწვდომობა, ტემპერატურა და ნახშირორჟანგის კონცენტრაცია ატმოსფეროში. წყლის დონის შემცირება ამცირებს ნიადაგის ტენიანობას და ახდენს სტომატოზების დახურვას. ეს ზღუდავს ნახშირორჟანგის დიფუზიას და გავლენას ახდენს ფოტოსინთეზზე.