Fotosintezės etapai ir jo vieta

Fotosintezė yra procesas, kurio metu augalai gamina maistą naudodami anglies dioksidą, vandenį ir saulės šviesą. Anglies dioksidas patenka į augalą per mažas jo lapų poras, vadinamas stomatomis. Vanduo augalo gyslomis keliauja į lapus, sugeriamas šaknų.

Fotosintezės procese saulės spindulių energija naudojama gliukozei iš CO sukurti₂ ir H₂O. Ši gliukozė suteikia augalui maisto. Kadangi daugelis aukštesnių gyvybės formų priklauso nuo augalų valgymo ir nuo deguonies kvėpuoti, šis procesas yra gyvybiškai svarbus ekosistemų išlikimas.

Pastaba: Fotosintezė taip pat vyksta dumbliuose ir kai kuriose bakterijų rūšyse. Šiame įraše didžiausias dėmesys skiriamas fotosintezė augaluose.

Fotosintezė vyksta chloroplastuose, esančiuose augalų lapuose ir žaliuose stiebuose. Viename lape yra dešimtys tūkstančių ląstelių, kurių kiekviena turi 40–50 chloroplastų.

Kiekvienas chloroplastas yra padalintas į daug disko formos skyrių, vadinamų tilakoidais, kurie išdėstyti vertikaliai kaip blynų blynas. Kiekvienas kaminas vadinamas granumu (daugiskaita yra grana), kuris yra suspenduotas skystyje, vadinamame stroma. The

Nors visas procesas gali užtrukti mažiau nei minutę, fotosintezės procesas iš tikrųjų yra gana sudėtingas.

Yra du fotosintezės etapai: šviesos reakcijos (nuotraukos dalis) ir tamsios reakcijos kurie taip pat žinomi kaip Kalvino ciklas (sintezės dalis), o kiekviena fotosintezės fazė turi kelis etapus.

Pirmajame fotosintezės etape naudojama šviesos energija sukurti energijos nešėjų molekules, kurios bus naudojamos antrame procese. Šios reakcijos, žinomos kaip šviesos reakcijos, tiesiogiai naudoja saulės energiją. Šimtai pigmento molekulių yra fotocentruose tilakoidinė membrana ir veikia kaip antenos, kad sugertų šviesą ir perduotų energiją į chlorofilo molekulę.

Šie fotosintetiniai pigmentai leidžia augalams sugerti saulės spindulius, kurių reikia procesui pradėti. Šviesa sužadina elektronus, sukeldama didesnę energijos būseną. Dėl to saulės energija virsta chemine energija, kuri teikia maisto augalui.

Chlorofilo molekulės augaluose sudaro reakcijos centrą, kuris perduoda didelės energijos elektronus akceptorinėms molekulėms, kurios vėliau perduodamos per daugybę membraninių nešiklių. Šie didelės energijos elektronai praeina tarp molekulių ir dėl to vandens molekulės dalijasi į deguonį, vandenilio jonus ir elektronus.

Šiame pirmame etape reakcijų serija priverčia saulės energiją paversti chemine energija ir atskirai fotosistemos, elektronai nuosekliai perduodami, kad susidarytų adenozino trifosfatas (ATP) ir nikotino adenino dinukleotidas fosfatas (NADP⁺).

Kai kurie didelės energijos elektronai toliau mažina NADP⁺ į NADPH. Gaminamas deguonis išsklaidomas iš chloroplasto ir patenka į atmosferą per lapo poras. Šiame pirmame etape pagaminti ATP ir NADPH naudojami kitame etape, kur sukuriama gliukozė.

Antrojo fotosintezės proceso metu gaunama angliavandenių biosintezė iš CO₂. Šioje nuo šviesos nepriklausančioje (anksčiau vadintoje tamsioje) fazėje pirmajame etape sukurtas NADPH suteikia vandenilį, kuris formuoti gliukozę tuo tarpu nuo šviesos priklausomose reakcijose susidaręs ATP suteikia energijos, reikalingos jai sintezuoti.

Šis etapas, dar vadinamas Kalvino ciklu, vyksta stromoje ir sukelia jo gamybą sacharozė, kuris vėliau bus naudojamas kaip augalų maisto ir energijos šaltinis. Pavadinta Melvin Calvin, šioje fazėje naudojami ATP ir NADPH, kurie buvo sukurti pirmoje fazėje, kartu su fermentu ribulozės bisfosfato karboksilaze, esančia chloroplaste.

Čia ribulozė tarnauja kaip katalizatorius „fiksuojančioms“ anglies molekulėms, kurios vėliau virsta angliavandeniais, kurie tarnauja kaip augalų energijos šaltinis.