Augi un aļģes darbojas kā pasaules pārtikas banka, pateicoties to pārsteidzošajiem fotosintēzes spēkiem. Fotosintēzes laikā saules gaismu savāc dzīvie organismi un izmanto glikozes un citu ar enerģiju bagātu, oglekļa savienojumu ražošanai.
Zinātnieki uzskata, ka trīs procesa posmi ir intriģējoši, un Bioenerģijas un fotosintēzes centrs Arizonas štata universitātē pat apgalvo fotosintēzes nozīmi salīdzinājumā ar citiem bioloģiskajiem procesiem.
TL; DR (pārāk ilgi; Nelasīju)
Enerģijas apmaiņas process fotosintēzē tiek izteikts kā 6H2O + 6CO2 + gaismas enerģija → C6H12O6 (glikoze: vienkāršs cukurs) + 6O2 (skābeklis).
Kas ir fotosintēze?
Fotosintēze ir sarežģīts process, kuru var sadalīt divos vai vairāk posmos, tādās no gaismas atkarīgās un no gaismas neatkarīgās reakcijās. Trīspakāpju fotosintēzes modelis sākas ar saules gaismas absorbciju un beidzas ar glikozes ražošanu.
Augi, aļģes un dažas baktērijas tiek klasificētas kā autotrofi, kas nozīmē, ka viņi spēj apmierināt savas uztura vajadzības, izmantojot fotosintēzi. Autotrofi atrodas
Pārtika nav vienīgais fotosintēzes ieguldījums. Uzkrātā enerģija iekšā fosilais kurināmais un koksni izmanto māju, uzņēmumu un rūpniecības apsildīšanai. Zinātnieki pēta fotosintēzes posmus, lai uzzinātu vairāk par to, kā autotrofi izmanto saules enerģiju un oglekļa dioksīdu organisko savienojumu ražošanai. Pētījumu rezultāti varētu radīt jaunas augkopības metodes un palielināt ražu.
Fotosintēzes process: 1. posms: starojuma enerģijas iegūšana
Kad saules gaisma skar zaļu, lapu augu, fotosintēzes process tiek palaists.
Pirmais fotosintēzes posms notiek hloroplasts augu šūnu. Gaismas fotonus absorbē pigments, ko sauc par hlorofilu, kura ir daudz katra hloroplasta tilakoīda membrānā. Hlorofils acij šķiet zaļa, jo tā neuztver zaļos viļņus gaismas spektrā. Tā vietā tos atspoguļo, tāpēc jūs redzat tādu krāsu.
Augi caur tiem uzņem oglekļa dioksīdu stomata (mikroskopiskas atveres audos) izmantošanai fotosintēzē. Augi pārvērš un papildina skābekli gaisā un okeānā.
2. posms: starojuma enerģijas pārveidošana
Pēc saules gaismas izstarotās enerģijas absorbēšanas augs pārvērš gaismas enerģiju izmantojamā ķīmiskās enerģijas formā, lai darbinātu auga šūnas.
In no gaismas atkarīgas reakcijas kas notiek fotosintēzes procesa otrajā posmā, elektroni aizrauj un atdalās no ūdens molekulām, atstājot skābekli kā blakusproduktu. Pēc tam ūdens molekulas ūdeņraža elektroni pāriet uz reakcijas centru hlorofila molekulā.
Reakcijas centrā elektrons iet gar transporta ķēdi, ko palīdz ferments ATP sintāze. Enerģija tiek zaudēta, kad satrauktais elektrons nokrīt zemākā enerģijas līmenī. Enerģija no elektroniem tiek pārnesta uz adenozīna trifosfāts (ATP) un samazināts nikotinamīda adenīna dinukleotīda fosfāts (NADPH), ko parasti dēvē par šūnu “enerģijas valūtu”.
3. posms: starojuma enerģijas uzglabāšana
Fotosintēzes procesa pēdējais posms ir pazīstams kā Kalvina-Bensona cikls, kurā augs ATP un NADPH pārveidošanai izmanto atmosfēras oglekļa dioksīdu un augsnes ūdeni. Ķīmiskās reakcijas, kas veido Kalvina-Bensona ciklu, notiek hloroplasta stromā.
Šis fotosintēzes procesa posms ir neatkarīgs no gaismas un tas var notikt pat naktī.
ATP un NADPH derīguma termiņš ir īss, un rūpnīcai tie jāpārvērš un jāuzglabā. Enerģija no ATP un NADPH molekulām ļauj šūnai izmantot vai “fiksēt” atmosfēras oglekļa dioksīdu, kā rezultātā trešajā fotosintēzes posmā rodas cukurs, taukskābes un glicerīns. Enerģija, kas augam nav nekavējoties nepieciešama, tiek uzglabāta vēlākai izmantošanai.