Dėl nuostabių fotosintetinių galių augalai ir dumbliai veikia kaip pasaulio maisto bankas. Fotosintezės metu saulės spinduliai surenkami gyvų organizmų ir naudojami gaminant gliukozę bei kitus daug energijos turinčius anglies junginius.
Mokslininkai mano, kad trys proceso etapai yra įdomūs, o Bioenergijos ir fotosintezės centras Arizonos valstijos universitete netgi argumentuoja fotosintezės svarbą, palyginti su kitais biologiniais procesais.
TL; DR (per ilgai; Neskaiciau)
Energijos mainų procesas fotosintezėje išreiškiamas 6H2O + 6CO2 + šviesos energija → C6H12O6 (gliukozė: paprastas cukrus) + 6O2 (deguonis).
Kas yra fotosintezė?
Fotosintezė yra sudėtingas procesas, kurį galima suskirstyti į du ar daugiau etapų, tokias nuo šviesos priklausomas ir nuo šviesos nepriklausomas reakcijas. Trijų pakopų fotosintezės modelis prasideda nuo saulės spindulių absorbcijos ir baigiasi gliukozės gamyba.
Augalai, dumbliai ir tam tikros bakterijos klasifikuojami kaip autotrofai, tai reiškia, kad jie gali patenkinti savo mitybos poreikius fotosintezės būdu. Autotrofai yra
Maistas nėra vienintelis fotosintezės indėlis. Sukaupta energija iškastinis kuras mediena naudojama namų, verslo ir pramonės šildymui. Mokslininkai tyrinėja fotosintezės etapus, kad sužinotų daugiau apie tai, kaip autotrofai naudoja saulės energiją ir anglies dioksidą organiniams junginiams gaminti. Tyrimų išvados gali padėti sukurti naujus augalininkystės metodus ir padidinti derlių.
Fotosintezės procesas: 1 etapas: spindulinės energijos surinkimas
Saulės spinduliui pataikius į žalią, lapuotą augalą, fotosintezės procesas pradedamas.
Pirmasis fotosintezės žingsnis vyksta chloroplastai augalų ląstelių. Šviesos fotonus sugeria pigmentas, vadinamas chlorofilu, kurio gausu kiekvieno chloroplasto tilakoidinėje membranoje. Chlorofilas akiai atrodo žalia, nes ji nesugeria žaliųjų bangų šviesos spektre. Tai atspindi juos, todėl matote tokią spalvą.
Augalai per juos įsisavina anglies dvideginį stomata (mikroskopinės angos audiniuose), skirtos fotosintezei. Augalai perduoda ir papildo deguonį ore ir vandenyne.
2 etapas: spindulinės energijos pavertimas
Pasisavinus saulės spinduliavimo energiją, augalas paverčia šviesos energiją tinkama naudoti chemine energija, kad degintų augalo ląsteles.
Į nuo šviesos priklausomos reakcijos vykstant antrajam fotosintezės proceso etapui, elektronai susijaudina ir atsiskiria nuo vandens molekulių, palikdami deguonį kaip šalutinį produktą. Tada vandens molekulės vandenilio elektronai juda į chlorofilo molekulės reakcijos centrą.
Reakcijos centre elektronas praeina per transporto grandinę, kuriai padeda fermentas ATP sintazė. Energija prarandama, kai sužadintas elektronas nukrinta žemesniam energijos lygiui. Elektronų energija perkeliama į adenozino trifosfatas (ATP) ir sumažintas nikotinamido adenino dinukleotido fosfatas (NADPH), paprastai vadinamas ląstelių „energijos valiuta“.
3 etapas: spindulinės energijos saugojimas
Paskutinis fotosintezės proceso etapas yra žinomas kaip Calvin-Benson ciklas, kurio metu augalas naudoja atmosferos anglies dioksidą ir dirvožemio vandenį ATP ir NADPH konversijai. Cheminės reakcijos, sudarančios Calvin-Benson ciklą, vyksta chloroplasto stromoje.
Šis fotosintezės proceso etapas yra nepriklausomas nuo šviesos ir gali atsitikti net naktį.
ATP ir NADPH tinkamumo laikas yra trumpas, juos įmonė turi konvertuoti ir laikyti. ATP ir NADPH molekulių energija suteikia ląstelei galimybę naudoti arba „sutvarkyti“ atmosferos anglies dioksidą, todėl trečiajame fotosintezės etape gaminasi cukrus, riebalų rūgštys ir glicerolis. Energija, kurios augalui nereikia iškart, kaupiama vėlesniam naudojimui.