Коли ви думаєте про галузь науки, пов’язану з тим, як рослини отримують свою «їжу», ви, швидше за все, спочатку розглядаєте біологію. Але насправді це фізика на службі біології, тому що саме світлова енергія від Сонця спочатку почала працювати, а тепер продовжує живити все життя на планеті Земля. Зокрема, це каскад передачі енергії, який запускається, коли фотони в частинах легкого удару хлорофіл молекула.
Роль фотонів в фотосинтез має бути поглинений хлорофілом таким чином, що електрони в частині молекули хлорофілу тимчасово «збуджуються» або перебувають у вищому енергетичному стані. Коли вони дрейфують назад до свого звичного енергетичного рівня, енергія, яку вони виділяють, забезпечує першу частину фотосинтезу. Таким чином, без хлорофілу фотосинтез не міг би відбутися.
Клітини рослин проти Клітини тварин
Рослини і тварини - це еукаріоти. Таким чином, їх клітини мають набагато більше мінімального мінімуму, який повинні мати всі клітини (клітинна мембрана, рибосоми, цитоплазма та ДНК). Їх клітини багаті на мембранні зв’язки
органели, які виконують спеціалізовані функції всередині клітини. Один з них призначений виключно для рослин і називається хлоропласт. Саме в межах цих довгастих органел відбувається фотосинтез.Усередині хлоропластів є структури, що називаються тилакоїдами, які мають власну мембрану. Всередині тилакоїдів знаходиться там молекула, відома як хлорофіл, в певному сенсі очікуючи інструкцій у формі буквального спалаху світла.
Докладніше про подібність та відмінності між клітинами рослин та тварин.
Роль фотосинтезу
Все живе потребує джерела вуглецю для палива. Тварини можуть отримати своє досить просто, поїдаючи і чекаючи, поки їх травні та клітинні ферменти перетворять цю речовину на молекули глюкози. Але рослини повинні приймати вуглець через своє листя у вигляді вуглекислий газ (CO2) в атмосфері.
Роль фотосинтезу полягає в тому, щоб сортувати рослини до тієї самої точки, метаболічно кажучи, що тварини одразу ж генерували глюкозу з їжі. У тварин це означає зменшення різних молекул, що містять вуглець, ще до того, як вони потрапляють до клітин, а у рослин - це створення молекул, що містять вуглець. більший і всередині клітин.
Реакції фотосинтезу
У першому наборі реакцій, що називається світлові реакції оскільки їм потрібне пряме світло, ферменти, звані Фотосистемою I та Фотосистемою II у тилакоїдної мембрані використовуються для перетворення світлової енергії для синтезу молекул АТФ і НАДФН в транспорті електронів система.
Детальніше про електронно-транспортний ланцюг.
У т.зв. темні реакції, які ні вимагають, ні турбують світлом, енергію, що збирається в АТФ і НАДФН (оскільки нічого не вимагає може "зберігати" світло безпосередньо) використовується для утворення глюкози з вуглекислого газу та інших джерел вуглецю в Рослина.
Хімія хлорофілу
На додаток до хлорофілу в рослинах є багато пігментів, таких як фікоертріїн та каротиноїди. Однак хлорофіл має порфірин кільцева структура, подібна до такої в молекулі гемоглобіну у людини. Порфиринове кільце хлорофілу містить елемент магній, однак там, де залізо з’являється в гемоглобіні.
Хлорофіл поглинає світло в зеленій частині видимого ділянки світлового спектра, яке в цілому охоплює діапазон приблизно від 350 до 800 мільярдних часток метра.
Фотозбудження хлорофілу
У певному сенсі рослинні рецептори світла поглинають фотони і використовують їх для збивання електронів, які дрімали, у стан збудженого неспання, що приводить їх до бігу по сходах. Зрештою, сусідні електрони в сусідніх "будинках" з хлорофілом теж починають бігати. Коли вони знову засинають, їхнє снування внизу дозволяє виробляти цукор за допомогою складного механізму, який затримує енергію від їх кроків.
Коли енергія передається від однієї молекули хлорофілу до сусідньої, це називається резонансним перенесенням енергії, або екситон передача.