Vad använder kloroplaster för att göra glukos?

Kloroplaster är de ursprungliga ”gröna” solenergitransformatorerna. Dessa små organeller, som bara finns i celler från växter och alger, använder energi från solen för att omvandla koldioxid och vatten till glukos och syre. Dan Jenk, vetenskapsförfattare för Biodesign Institute vid Arizona State University, beskriver processen enligt följande, ”... växter närmar sig toppen av snålhet genom att rensa nästan varje foton med tillgänglig ljusenergi att producera mat."

I den här artikeln går vi igenom den allmänna processen för fotosyntes, hur kloroplasten fungerar, och hur det fungerar att använda kemiska insatser och solen för att framställa glukos.

Energi som lagras i en molekylär bindning kallas "kemisk potentiell energi." När en kemisk bindning är trasig, som när en stärkelsemolekyl äts och sedan bryts ner i matsmältningssystemet hos ett djur, är energi släppte. Alla organismer behöver energi för att överleva.

Huvudmolekylen som används för energi i levande organismer kallas

Fotosyntes omvandlar ljusenergi till kemisk energi som lagras i glukosmolekylära bindningar. Denna process äger rum i kloroplaster. En växt använder glukosmolekylerna för att skapa komplexa kolhydrater - stärkelse och cellulosa - och andra näringsämnen som den behöver för att växa och reproducera. Fotosyntes gör det således möjligt att omvandla ljusenergi till en form av energi som kan användas för mat, både av växten och av djuren som äter växten.

Fotosyntes kan representeras av följande förenklade ekvation:

6 CO₂ (koldioxid) + 6 H₂O (vatten) → C₆H₁₂O₆ (glukos) + 6 O₂ (syre)

•••Goodshoot RF / Goodshoot / Getty Images

Fotosyntes sker i två steg - en ljusberoende och en ljusoberoende.

De ljusreaktioner av fotosyntes börjar när ljus från solen träffar en cell med en kloroplast, vanligtvis i bladceller från växter. Klorofyll, det gröna pigmentet i en kloroplast, absorberar ljuspartiklar som kallas fotoner. En absorberad foton initierar en sekvens av kemiska reaktioner som skapar två typer av högenergiföreningar, ATP (adenosintrifosfat) och NADPH (nikotinamidadenindinukleotidfosfat).

Dessa föreningar används senare i cellulär andning för att skapa mer användbar energi i form av ATP.

Förutom ljusenergi kräver ljusreaktionerna också vatten. Under fotosyntes delas vattenmolekyler i vätejoner och syre. Vätet konsumeras av reaktionen och kvarvarande syreatomer frigörs från kloroplasten som syrgas (O2).

De ljusoberoende del av fotosyntes är också känd som Calvin cykel. Med hjälp av molekylerna som produceras i de ljusberoende reaktionerna - ATP för energi och NADPH för elektroner - Calvin cykel använder en cyklisk serie av biokemiska reaktioner för att omvandla sex koldioxidmolekyler till en molekyl av glukos.

Varje steg i Calvin-cykeln har ett enzym som katalyserar reaktionen.

Råvarorna för fotosyntes finns naturligt i miljön. Växter absorberar koldioxid från luften, vatten från jorden och ljus från solen och omvandlar dem till syre och kolhydrater. Detta gör kloroplaster världens mest effektiva konsumenter och producenter av ren, förnybar energi.

Det säkerställer också cykling av kol och syre i miljön. Utan fotosyntes från växter och alger skulle det inte finnas något sätt att återvinna koldioxid till andningsbart syre.

Det är därför avskogning och klimatförändring är så skadliga för miljön: utan massor av alger, träd och andra växter för att skapa syre och ta bort koldioxid, CO₂ nivåer kommer att öka. Detta ökar den globala temperaturen, stör gasutbytescyklerna och kan i allmänhet skada miljön.