Rastline in alge zaradi svoje neverjetne fotosintetske moči delujejo kot hranilnica sveta. V procesu fotosinteze živi organizmi zbirajo sončno svetlobo in jo uporabljajo za proizvodnjo glukoze in drugih z energijo bogatih spojin na osnovi ogljika.
Znanstvenikom se zdijo tri faze procesa zanimive in Center za bioenergijo in fotosintezo na Arizonski državni univerzi celo trdi, da je fotosinteza pomembna glede na druge biološke procese.
TL; DR (predolgo; Nisem prebral)
Proces izmenjave energije pri fotosintezi je izražen kot 6H2O + 6CO2 + svetlobna energija → C6H12O6 (glukoza: preprost sladkor) + 6O2 (kisik).
Kaj je fotosinteza?
Fotosinteza je zapleten postopek, ki ga lahko razdelimo na dve ali več stopenj, kot so svetlobno odvisne in svetlobno neodvisne reakcije. Tristopenjski model fotosinteze se začne z absorpcijo sončne svetlobe in konča s proizvodnjo glukoze.
Rastline, alge in nekatere bakterije so razvrščene kot avtotrofi, kar pomeni, da lahko s fotosintezo zadovoljijo svoje prehranske potrebe. Autotrofi so na dnu
prehranjevalna veriga ker proizvajajo hrano za vse ostale žive organizme. Na primer, rastline jedo pašniki, ki so sčasoma lahko vir hrane za plenilce in razgrajevalce.Hrana ni edini prispevek fotosinteze. Shranjena energija v fosilna goriva les pa se uporablja za ogrevanje domov, podjetij in industrij. Znanstveniki preučujejo stopnje fotosinteze, da bi izvedeli več o tem, kako avtotrofi uporabljajo sončno energijo in ogljikov dioksid za proizvodnjo organskih spojin. Ugotovitve raziskav bi lahko privedle do novih metod pridelave rastlin in povečanih donosov.
Proces fotosinteze: Faza 1: Nabiranje sevalne energije
Ko žarek sončne svetlobe zadene zeleno, listnato rastlino, se sproži postopek fotosinteze.
Prvi korak fotosinteze se zgodi v Ljubljani kloroplasti rastlinskih celic. Svetlobne fotone absorbira pigment, imenovan klorofil, ki ga je v tilakoidni membrani vsakega kloroplasta veliko. Klorofil za oko se zdi zelen, ker ne absorbira zelenih valov na svetlobnem spektru. Namesto tega jih odraža, tako da vidite to barvo.
Rastline skozi svoje jemljejo ogljikov dioksid stomata (mikroskopske odprtine v tkivu) za uporabo pri fotosintezi. Rastline prenašajo in dopolnjujejo kisik v zraku in oceanu.
Faza 2: Pretvorba sevalne energije
Ko absorbira sevalno energijo sončne svetlobe, rastlina pretvori svetlobno energijo v uporabno obliko kemične energije za gorivo rastlinskih celic.
V svetlobno odvisne reakcije med drugo fazo procesa fotosinteze se elektroni vzbudijo in odcepijo od molekul vode, pri čemer kisik ostane stranski produkt. Nato se vodikovi elektroni molekule vode premaknejo v reakcijsko središče v molekuli klorofila.
V reakcijskem središču elektron prehaja po transportni verigi, pri čemer mu pomaga encim ATP sintaza. Ko vzbujeni elektron pade na nižjo raven energije, se energija izgubi. Energija iz elektronov se prenaša v adenozin trifosfat (ATP) in reducirani nikotinamid adenin dinukleotid fosfat (NADPH), ki ga običajno imenujemo "energijska valuta" celic.
Faza 3: Shranjevanje sevalne energije
Zadnja stopnja procesa fotosinteze je znana kot Calvin-Bensonov cikel, v katerem rastlina uporablja atmosferski ogljikov dioksid in vodo iz tal za pretvorbo ATP in NADPH. Kemične reakcije, ki tvorijo Calvin-Bensonov cikel, se pojavijo v stromi kloroplasta.
Ta faza procesa fotosinteze je svetlobno neodvisen in se lahko zgodi celo ponoči.
ATP in NADPH imata kratek rok trajanja, zato ju mora obrat pretvoriti in shraniti. Energija iz molekul ATP in NADPH omogoča celici, da uporabi ali "popravi" atmosferski ogljikov dioksid, kar ima za posledico proizvodnjo sladkorja, maščobnih kislin in glicerola v tretji fazi fotosinteze. Energija, ki je rastlina ne potrebuje takoj, se shrani za kasnejšo uporabo.