ფოტოსინთეზი არის პროცესი, რომლის დროსაც მცენარეები ამზადებენ საკვებს ნახშირორჟანგის, წყლისა და მზის სხივების გამოყენებით. ნახშირორჟანგი მცენარეში შედის მის ფოთლებში არსებული მცირე ფორებით, რომელსაც ეწოდება სტომატები. წყალი ფოთლებამდე მიდის მცენარეთა ვენების მეშვეობით, ფესვების მიერ შეწოვის შემდეგ.
ფოტოსინთეზის პროცესში მზის ენერგიის ენერგია გამოიყენება CO– დან გლუკოზის შესაქმნელად2 და ჰ2ო. ეს გლუკოზა უზრუნველყოფს მცენარის საზრდოს. მას შემდეგ, რაც მრავალი უმაღლესი სიცოცხლის ფორმა დამოკიდებულია როგორც მცენარეების საკვებად, ასევე ჟანგბადით სუნთქვისთვის, ეს პროცესი სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია ეკოსისტემების გადარჩენა.
Შენიშვნა: ფოტოსინთეზი ასევე გვხვდება წყალმცენარეებსა და ზოგიერთი ტიპის ბაქტერიებში. ამ პოსტის ფოკუსირებულია ფოტოსინთეზი მცენარეებში.
ფოტოსინთეზის ადგილმდებარეობა
ფოტოსინთეზი ხდება ქლოროპლასტებში, რომლებიც გვხვდება ფოთლებსა და მცენარეთა მწვანე ღეროებში. ერთ ფოთოლს აქვს ათიათასობით უჯრედი, რომელთაგან თითოეულს აქვს 40-დან 50 ქლოროპლასტს.
თითოეული ქლოროპლასტი იყოფა დისკის ფორმის მრავალ ნაწილად, რომელსაც თილაკოიდები ეწოდება, რომლებიც ვერტიკალურად განლაგებულია ბლინების დასტის მსგავსად. თითოეულ სტეკს გრანუმი ეწოდება (მრავლობითი რიცხვი არის გრანა), რომელიც შეჩერებულია სითხეში, რომელსაც სტრომა ეწოდება.
სინათლეზე დამოკიდებული რეაქციები გვხვდება გრანაში; სინათლისგან დამოუკიდებელი რეაქციები ხდება ქლოროპლასტების სტრომაში.ფოტოსინთეზის ორი ეტაპი
მიუხედავად იმისა, რომ მთლიანი პროცესი შეიძლება ერთ წუთზე ნაკლები იყოს, ფოტოსინთეზის პროცესი საკმაოდ რთულია.
არსებობს ფოტოსინთეზის ორი ეტაპი: მსუბუქი რეაქციები (ფოტო ნაწილი) და ბნელი რეაქციები რომლებიც ასევე ცნობილია როგორც კალვინის ციკლი (სინთეზის ნაწილი) და ფოტოსინთეზის თითოეულ ფაზას აქვს მრავალი საფეხური.
მსუბუქი დამოკიდებულება
ფოტოსინთეზის პირველი ნაბიჯი იყენებს სინათლის ენერგია შეიქმნას ენერგიის გადამზიდავი მოლეკულები, რომლებიც გამოყენებული იქნება მეორე პროცესში. მსუბუქი რეაქციების სახელით ცნობილი, ეს რეაქციები მზის ენერგიას პირდაპირ იყენებს. ასობით პიგმენტის მოლეკულა შეიცავს ფოცენტრებში თილაკოიდული მემბრანა და მოქმედებენ როგორც ანტენები შუქის ათვისების მიზნით და ენერგიის გადასატანად ქლოროფილის მოლეკულაში.
ეს ფოტოინთეტიკური პიგმენტები საშუალებას აძლევს მცენარეებს შეიწოვება მზის შუქი, რაც საჭიროა პროცესის დასაწყებად. სინათლე აღელვებს ელექტრონებს, რაც იწვევს უფრო მაღალ ენერგეტიკულ მდგომარეობას. ამის შედეგად ხდება ენერგიის გარდაქმნა მზიდან ქიმიურ ენერგიად, რომელიც უზრუნველყოფს საკვები მცენარისთვის.
ქლოროფილის მოლეკულები მცენარეთა შემადგენლობაში შედის რეაქციის ცენტრი, რომელიც გადასცემს მაღალენერგეტიკულ ელექტრონებს მიმღების მოლეკულებს, რომლებიც შემდეგ გადადის მემბრანის მატარებლების სერიით. ეს მაღალი ენერგიის ელექტრონები გადიან მოლეკულებს შორის და იწვევს წყლის მოლეკულების დაყოფას ჟანგბადში, წყალბადის იონებად და ელექტრონებად.
ამ პირველ ეტაპზე, მთელი რიგი რეაქციები იწვევს მზის ენერგიის ქიმიურ ენერგიად გადაქცევას და ორ ნაწილად ფოტოსისტემები, ელექტრონები თანმიმდევრულად გადადიან ადენოზინტრიფოსფატის (ATP) და ნიკოტინის ადენინის დინუკლეოტიდის წარმოსაქმნელად ფოსფატი (NADP)+).
ზოგიერთი მაღალი ენერგიის ელექტრონი შემდეგ მიდის NADP– ის შესამცირებლად+ NADPH- სკენ. წარმოებული ჟანგბადი დიფუზიური ხდება ქლოროპლასტიდან და ატმოსფეროში გადადის ფოთლის ფორების მეშვეობით. ამ პირველ ეტაპზე წარმოქმნილი ATP და NADPH გამოიყენება შემდეგ ეტაპზე, სადაც იქმნება გლუკოზა.
მსუბუქი დამოუკიდებელი რეაქციები
მეორე ფოტოსინთეზის პროცესში ხდება ნახშირწყლების ბიოსინთეზი CO- დან2. ამ სინათლისგან დამოუკიდებელი (ადრე ცნობილი როგორც ბნელი) ფაზაში, პირველ ეტაპზე შექმნილი NADPH უზრუნველყოფს წყალბადს, რომელიც ქმნის გლუკოზას ხოლო სინათლეზე დამოკიდებულ რეაქციებში წარმოქმნილი ATP უზრუნველყოფს მისი სინთეზისთვის საჭირო ენერგიას.
ასევე ცნობილი როგორც კალვინის ციკლი, ეს ეტაპი ვითარდება სტრომაში და იწვევს წარმოქმნას საქაროზა, რომელიც შემდეგ გამოყენებული იქნება მცენარის საკვებისა და ენერგიის წყაროდ. მელვინ კალვინის სახელწოდებით, ამ ფაზაში გამოიყენება ATP და NADPH, რომლებიც შეიქმნა პირველ ფაზაში, ფერმენტ რიბულოზასთან, ბისფოსფატ კარბოქსილაზასთან ერთად, რომელიც გვხვდება ქლოროპლასტში.
აქ რიბულოზა კატალიზატორია, ნახშირბადის მოლეკულების "დასაფიქსირებლად", რომლებიც შემდეგ ნახშირწყლებად გარდაიქმნება, რომლებიც მცენარის ენერგიის წყაროდ იქცევიან.
