Растения и водоросли выступают в качестве продовольственного банка мира благодаря своей удивительной фотосинтетической способности. В процессе фотосинтеза солнечный свет собирается живыми организмами и используется для производства глюкозы и других богатых энергией соединений на основе углерода.
Ученые находят три стадии процесса интригующими, а Центр биоэнергетики и фотосинтеза в Университете штата Аризона даже отстаивают важность фотосинтеза по сравнению с другими биологическими процессами.
TL; DR (слишком длинный; Не читал)
Процесс энергообмена при фотосинтезе выражается как 6H2O + 6CO2 + световая энергия → C6ЧАС12О6 (глюкоза: простой сахар) + 602 (кислород).
Что такое фотосинтез?
Фотосинтез представляет собой сложный процесс, который можно разделить на две или более стадий, такие как светозависимые и светонезависимые реакции. Трехэтапная модель фотосинтеза начинается с поглощения солнечного света и заканчивается производством глюкозы.
Растения, водоросли и некоторые бактерии классифицируются как
автотрофы, что означает, что они способны удовлетворить свои потребности в питании посредством фотосинтеза. Автотрофы находятся внизу пищевая цепочка потому что они производят пищу для всех других живых организмов. Например, растения поедают травоядные, которые в конечном итоге могут стать источником пищи для хищников и разлагателей.Пища - не единственный вклад фотосинтеза. Сохраненная энергия в ископаемое топливо а древесина используется для отопления домов, предприятий и промышленных предприятий. Ученые изучают стадии фотосинтеза, чтобы узнать больше о том, как автотрофы используют солнечную энергию и углекислый газ для производства органических соединений. Результаты исследований могут привести к новым методам выращивания сельскохозяйственных культур и повышению урожайности.
Процесс фотосинтеза: этап 1: сбор лучистой энергии
Когда луч солнечного света попадает на зеленое листовое растение, начинается процесс фотосинтеза.
Первый этап фотосинтеза происходит в хлоропласты растительных клеток. Фотоны света поглощаются пигментом, называемым хлорофиллом, которого много в тилакоидной мембране каждого хлоропласта. Хлорофилл кажется зеленым для глаза, потому что он не поглощает зеленые волны в световом спектре. Вместо этого он отражает их, так что вы видите именно такой цвет.
Растения поглощают углекислый газ через устьица (микроскопические отверстия в тканях) для использования в фотосинтезе. Растения выделяют кислород в воздухе и в океане и восполняют его запасы.
Этап 2: преобразование лучистой энергии
После поглощения лучистой энергии солнечного света растение преобразует световую энергию в полезную форму химической энергии, которая питает клетки растения.
В светозависимые реакции На втором этапе процесса фотосинтеза электроны возбуждаются и отщепляются от молекул воды, оставляя кислород в качестве побочного продукта. Электроны водорода молекулы воды затем перемещаются к реакционному центру в молекуле хлорофилла.
В реакционном центре электрон проходит по транспортной цепи с помощью фермента АТФ-синтазы. Энергия теряется, когда возбужденный электрон опускается на более низкие энергетические уровни. Энергия от электронов передается аденозинтрифосфат (АТФ) и восстановленный никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФН), обычно называемый «энергетической валютой» клеток.
Этап 3: накопление лучистой энергии
Последний этап процесса фотосинтеза известен как цикл Кальвина-Бенсона, в котором растение использует атмосферный углекислый газ и воду из почвы для преобразования АТФ и НАДФН. Химические реакции, составляющие цикл Кальвина-Бенсона, происходят в строме хлоропласта.
Этот этап процесса фотосинтеза является светонезависимый и может случиться даже ночью.
АТФ и НАДФН имеют короткий срок хранения и должны преобразовываться и храниться на заводе. Энергия молекул АТФ и НАДФН позволяет клетке использовать или «фиксировать» атмосферный углекислый газ, что приводит к производству сахара, жирной кислоты и глицерина на третьей стадии фотосинтеза. Энергия, которая не нужна растению немедленно, сохраняется для дальнейшего использования.
