Fotosintezė - procesas, kurio metu organizmas šviesos energiją ir anglies dvideginį paverčia angliavandeniais ir deguonimi, vyksta visuose žaliuose augaluose, taip pat kai kuriuose grybuose ir vienaląsčiuose organizmuose. Dauguma fotosintezės etapų vyksta pigmentuose, vadinamuose chlorofilu. Fotosintezės metu gliukozės gamybai naudojama saulės energija, taip pat anglies dioksidas ir augalo aplinkos vanduo.
Fotosintezė taip pat gamina deguonį kaip šalutinį produktą. Beveik visas atmosferos deguonis yra fotosintezės, kurią fitoplanktonas atlieka vandenyne, rezultatas. Fotosintezė susideda iš dviejų pagrindinių etapų: nuo šviesos priklausančių fotosintezės reakcijų ir nuo šviesos nepriklausančių reakcijų.
Chloroplasto kilmė
Chloroplastas yra organelė, kurioje fotosintezė vyksta visuose augaluose. Manoma, kad ankstyvosiose gyvenimo stadijose chloroplastai egzistavo kaip sava esybė. Tada jas apėmė didesnės ląstelės ir tapo tai, ką mes žinome kaip organelę. Tai vadinama endosimbiozine teorija.
Skaitykite daugiau apie chloroplasto struktūrą ir funkciją.
Apibendrinti fotosintezės žingsniai
Fotosintezės veiksmus galima apibendrinti pagal šią lygtį:
6 CO2 (anglies dioksidas) + 6 H2O (vanduo) + energija = C6H12O6 (gliukozė) + 6 O2 (deguonis).
Anglies dioksido anglis jungiasi su vandeniliu ir deguonimi iš vandens, kad susidarytų gliukozė, o šalutinis produktas yra deguonis ir vanduo. Procesas apima kelis tarpinius etapus ir jam atlikti reikalingos įvairios korinio aparato. Tai taip pat parodo bendrą fotosintezės tvarką.
Žaliavų įsigijimas
Anglies dioksidas turi pereiti iš atmosferos į žaliųjų augalų chloroplastus, kur vyksta fotosintezė. Anglies dioksidas ir vanduo paprastos difuzijos būdu patenka į vienaląsčius organizmus ir vandens augalus. Sausumos augalai turi specializuotas struktūras, vadinamas stomatais, kurie veikia kaip maži vožtuvai, leidžiantys dujoms patekti į augalą ir iš jo.
Vanduo iš dirvožemio į sausumos augalus perduodamas šaknimis ir pernešamas kraujagyslių audiniais. Šviesą pirmiausia gaudo augalų lapai, kurių forma išsivystė taip, kad saulės energija būtų kuo efektyvesnė atskiroje kiekvienos rūšies aplinkoje.
Nuo šviesos priklausomos fotosintezės reakcijos
Toliau fotosintezės tvarka yra nuo šviesos priklausomos reakcijos. Vykstant nuo šviesos priklausomoms fotosintezės reakcijoms, šviesos energija virsta chemine energija. Šviesa valdo vandens molekulių skilimą į vandenilį, deguonį ir laisvuosius elektronus.
Laisvieji elektronai naudojami energijos nešėjų molekulėms, tokioms kaip adenozino trifosfatas, dar vadinamas ATP, ir nikotinamido adenino dinukleotido fosfatu, dar vadinamu NADP, įkrauti. Yra keli molekuliniai keliai, kuriais šviesos energija paverčiama chemine energija, įskaitant ciklinį fotofosforilinimą ir ne ciklinį fotofosforilinimą.
Skaitykite daugiau apie nuo šviesos priklausomas reakcijas.
Nepriklausoma nuo šviesos reakcija
Toliau fotosintezės tvarka yra nuo šviesos nepriklausomos reakcijos. Šių reakcijų metu angliavandeniams susidaryti naudojami lengvos reakcijos produktai. Anglies dioksidas iš atmosferos surenkamas ir surišamas su vandenilio vandens komponentu šviesos reakcijos metu dalijasi molekulės, o angliavandeniai susidaro vykstant procesui, vadinamam Kalvinu Ciklas. Ši fotosintezės dalis taip pat žinoma kaip anglies fiksacija, kuris yra svarbus veiksnys palaikant pastovų atmosferos anglies dvideginio kiekį.
Gliukozės gabenimas ir laikymas
Gliukozė tirpsta vandenyje ir tirpsta vidiniuose augalo skysčiuose. Gliukozė perkeliama iš lapų ir paskirstoma likusiam augalui difuzijos būdu paprastuose augaluose ir per kraujagyslių audinius sudėtingesniuose augaluose. Tada gliukozę galima nedelsiant sunaudoti arba laikyti.
Augalai metabolizuoja sukauptą gliukozę cheminiu procesu, panašiu į gyvūnų kvėpavimą, audiniuose sulaiko šiek tiek deguonies, kad vėliau būtų galima juos naudoti. Todėl augalai turi daugiau fotosintezuoti nei kvėpuoti. Deguonies perteklius išsiskiria tuo pačiu būdu, kaip ir anglies dvideginis, paprasčiausiai difuzijos būdu arba per augalo stomas.