Kaj kloroplasti uporabljajo za izdelavo glukoze?

Kloroplasti so prvotni "zeleni" sončni transformatorji. Te drobne organele, ki jih najdemo samo v celicah rastlin in alg, s pomočjo sončne energije pretvarjajo ogljikov dioksid in vodo v glukozo in kisik. Dan Jenk, znanstveni pisatelj z Inštituta Biodesign na Arizonski državni univerzi opisuje postopek na naslednji način: »… Rastline se bližajo vrhuncu skoposti, tako da odstranijo skoraj vsak foton razpoložljive svetlobne energije, ki jo lahko proizvedejo hrano. "

V tem članku bomo preučili splošni postopek fotosinteza, kako deluje kloroplast in kako deluje s kemičnimi vložki in soncem za tvorbo glukoze.

Energija, ki je shranjena v molekularni vezi, se imenuje "kemijska potencialna energija". Ko je kemijska vez razbita, na primer, ko molekula škroba poje in nato razgradi v prebavnem sistemu živali, je energija izpuščen. Vsi organizmi potrebujejo energijo za preživetje.

Glavna molekula, ki se uporablja za energijo v živih organizmih, se imenuje ATP. ATP se v celicah tvori preko glukoze in zapletenih presnovnih poti. Da pa rastline, alge in drugi avtotrofi dobijo glukozo, morajo pretvoriti sončno energijo v glukozo s postopkom, imenovanim fotosinteza.

Fotosinteza pretvori svetlobno energijo v kemično energijo, ki je shranjena v molekularnih vezah glukoze. Ta postopek poteka v kloroplastih. Rastlina z molekulami glukoze ustvarja zapletene ogljikove hidrate - škrob in celulozo - in druga hranila, ki jih potrebuje za rast in razmnoževanje. Fotosinteza tako omogoča pretvorbo svetlobne energije v obliko energije, ki jo lahko porabijo za hrano tako rastlina kot živali, ki jo jedo.

Fotosintezo lahko predstavimo z naslednjo poenostavljeno enačbo:

6 CO₂ (ogljikov dioksid) + 6 H₂O (voda) → C₆H₁₂O₆ (glukoza) + 6 O₂ (kisik)

•••Goodshoot RF / Goodshoot / Getty Images

Fotosinteza poteka v dveh korakih - en svetlobno odvisen in ena neodvisna od svetlobe.

The svetlobne reakcije fotosinteze se začnejo, ko sončna svetloba zadene celico s kloroplastom, običajno v listnih celicah rastlin. Klorofil, zeleni pigment v kloroplastu, absorbira delce svetlobne energije, imenovane fotoni. Absorbirani foton sproži zaporedje kemičnih reakcij, ki ustvarjajo dve vrsti visokoenergijskih spojin, ATP (adenozin trifosfat) in NADPH (nikotinamid adenin dinukleotid fosfat).

Te spojine se kasneje uporabljajo pri celičnem dihanju, da bi ustvarili bolj uporabno energijo v obliki ATP.

Poleg svetlobne energije svetlobne reakcije zahtevajo tudi vodo. Med fotosintezo se molekule vode razdelijo na vodikove ione in kisik. Reakcija porabi vodik, iz kloroplasta pa se kot plin kisika (O2) sprostijo ostanki atomov kisika.

The svetlobno neodvisen del fotosinteze je znan tudi kot Calvinov cikel. Uporaba molekul, proizvedenih v svetlobno odvisnih reakcijah - ATP za energijo in NADPH za elektrone - Calvin cikel uporablja ciklično serijo biokemijskih reakcij za pretvorbo šestih molekul ogljikovega dioksida v molekulo glukoza.

V vsakem koraku Calvinovega cikla je encim, ki katalizira reakcijo.

Surovine za fotosintezo najdemo naravno v okolju. Rastline absorbirajo ogljikov dioksid iz zraka, vodo iz tal in svetlobo sonca ter jih pretvorijo v kisik in ogljikove hidrate. To naredi kloroplasti najbolj učinkoviti svetovni potrošniki in proizvajalci čiste obnovljive energije.

Zagotavlja tudi kroženje ogljika in kisika v okolju. Brez fotosinteze rastlin in alg ogljikovega dioksida ne bi bilo mogoče reciklirati v dihajoči kisik.

Zato krčenje gozdov in sprememba podnebja so tako škodljivi za okolje: brez množice alg, dreves in drugih rastlin za ustvarjanje kisika in odvzem ogljikovega dioksida, CO₂ ravni se bodo povečale. To povečuje globalno temperaturo, moti cikle izmenjave plinov in lahko na splošno škoduje okolju.