Kloroplastlar Glikoz Yapmak İçin Ne Kullanır?

Kloroplastlar orijinal “yeşil” güneş enerjisi transformatörleridir. Sadece bitki ve alg hücrelerinde bulunan bu minik organeller, karbondioksit ve suyu glikoz ve oksijene dönüştürmek için güneşten gelen enerjiyi kullanır. Arizona Eyalet Üniversitesi'ndeki Biyotasarım Enstitüsü'nün bilim yazarı Dan Jenk, süreci şu şekilde açıklıyor: “…bitkiler, üretmek için mevcut ışık enerjisinin neredeyse her fotonunu temizleyerek cimriliğin zirvesine yaklaşıyorlar. Gıda."

Bu yazıda, genel sürecin üzerinden geçiyoruz. fotosentez, kloroplastın nasıl çalıştığı ve kimyasal girdileri ve güneşi glikoz yapmak için nasıl kullandığı.

Moleküler bir bağ içinde depolanan enerjiye “kimyasal potansiyel enerji” denir. Kimyasal bağ olduğunda örneğin bir nişasta molekülü yenildiğinde ve daha sonra bir hayvanın sindirim sisteminde parçalandığında olduğu gibi, enerji yayınlandı. Tüm organizmalar hayatta kalmak için enerjiye ihtiyaç duyar.

Canlı organizmalarda enerji için kullanılan ana moleküle denir.

Fotosentez, ışık enerjisini glikozun moleküler bağlarında depolanan kimyasal enerjiye dönüştürür. Bu işlem kloroplastlarda gerçekleşir. Bir bitki, karmaşık karbonhidratlar (nişasta ve selüloz) ve büyümesi ve üremesi için ihtiyaç duyduğu diğer besinleri oluşturmak için glikoz moleküllerini kullanır. Böylece fotosentez, ışık enerjisini hem bitki hem de bitkiyi yiyen hayvanlar tarafından gıda için kullanılabilecek bir enerji formuna dönüştürmeyi mümkün kılar.

Fotosentez, aşağıdaki basitleştirilmiş denklemle temsil edilebilir:

6 CO₂ (karbon dioksit) + 6 H₂O (su) → C₆H₁₂Ö₆ (glikoz) + 6 O₂ (oksijen)

•••Goodshoot RF/Goodshoot/Getty Images

Fotosentez iki aşamada gerçekleşir -- bir ışığa bağımlı ve bir ışıktan bağımsız.

hafif reaksiyonlar Fotosentez, güneşten gelen ışığın genellikle bitkilerin yaprak hücrelerinde bulunan kloroplastlı bir hücreye çarpmasıyla başlar. Bir kloroplastın içindeki yeşil pigment olan klorofil, foton adı verilen ışık enerjisi parçacıklarını emer. Soğurulan bir foton, ATP (adenosin trifosfat) ve NADPH (nikotinamid adenin dinükleotit fosfat) olmak üzere iki tür yüksek enerjili bileşik oluşturan bir dizi kimyasal reaksiyon başlatır.

Bu bileşikler daha sonra ATP formunda daha fazla kullanılabilir enerji yaratmak için hücresel solunumda kullanılır.

Işık enerjisine ek olarak, ışık reaksiyonları da suya ihtiyaç duyar. Fotosentez sırasında su molekülleri hidrojen iyonlarına ve oksijene ayrılır. Hidrojen reaksiyon tarafından tüketilir ve arta kalan oksijen atomları kloroplasttan oksijen gazı (O2) olarak salınır.

ışıktan bağımsız fotosentezin bir kısmı olarak da bilinir Calvin döngüsü. Işığa bağlı reaksiyonlarda üretilen molekülleri kullanarak - enerji için ATP ve elektronlar için NADPH - Calvin döngüsü, altı karbon dioksit molekülünü bir moleküle dönüştürmek için döngüsel bir dizi biyokimyasal reaksiyon kullanır. glikoz.

Calvin döngüsünün her basamağında, reaksiyonu katalize eden bir enzim bulunur.

Fotosentez için hammaddeler çevrede doğal olarak bulunur. Bitkiler havadan karbondioksit, topraktan su ve güneşten gelen ışığı emerek oksijen ve karbonhidratlara dönüştürürler. Bu yapar kloroplastlar dünyanın en verimli tüketicileri ve temiz, yenilenebilir enerji üreticileri.

Ayrıca ortamdaki karbon ve oksijenin çevrimini sağlar. Bitkilerden ve alglerden fotosentez olmasaydı, karbondioksiti solunabilir oksijene dönüştürmenin hiçbir yolu olmazdı.

Bu nedenle ormansızlaşma ve iklim değişikliği çevreye çok zarar veriyorlar: oksijen oluşturmak ve karbondioksiti uzaklaştırmak için algler, ağaçlar ve diğer bitkiler olmadan, CO₂ seviyeleri artacaktır. Bu, küresel sıcaklığı arttırır, gaz değişim döngülerini bozar ve genellikle çevreye zarar verebilir.