Які перетворення енергії відбуваються під час фотосинтезу?

Фотосинтез - це процес перетворення сонячного світла в хімічну енергію, зберігаючи його в зв’язках глюкози або цукру. Цей процес відбувається у рослин, бактерій та деяких протистів, або водоростей для отримання цукру як їжі. Хлорофіл, присутній у листі фотосинтезуючих рослин, вловлює енергію від сонячного світла і перетворює її у вуглеводи. Фотосинтез використовує вуглекислий газ (CO2) і воду як сировину для виробництва цукру та виділення кисню як побічного продукту.

Фотосинтез відбувається переважно в листі та стеблах. Типовий лист включає верхній і нижній епідерміс, судинні пучки, мезофіл і стомати або пори рослин. Верхній і нижній епідерміс служать захистом для листа. Стомати - пори в нижньому епідермісі, які служать каналом для проходження СО2 і повітря. Судинні пучки переміщують воду, мінерали та поживні речовини навколо рослини. Мезофіл містить хлоропласт у своїй тилакоїдної мембрані. Тут відбувається фотосинтез.

Загальну хімічну реакцію при фотосинтезі можна записати як “6H2O + 6CO2> C6H12O6 + 6O2”. Процес відбувається в два етапи. Перший етап - це реакція світла, що використовується для утворення молекул високої енергії. Енергія, отримана в результаті світлової реакції, зберігається в клітинах у вигляді хімічної речовини, що називається АТФ, або аденозинтрифосфату. Другий етап фотосинтезу називається Цикловою реакцією Кальвіна.

У цій частині реакції хімічна енергія, що зберігається в АТФ, використовується для отримання цукру з СО2 за допомогою ферментативних або ферментних реакцій. Спочатку CO2 реагує з п’ятивуглецевою сполукою, що називається, бісфосфатом рибулози (RuBP), каталізується фермент карбоксилаза оксигеназа з утворенням стабільної тривуглецевої сполуки, званої фосфогліцератом (PGA). Енергія, уловлена ​​в АТФ, перетворює ПГА в гліцеральдегід 3-фосфат (G3P), який перетворюється в інші органічні сполуки.

Фотосинтез сильно визначається такими факторами, як інтенсивність світла, поживні речовини ґрунту, наявність води, температура та концентрація вуглекислого газу в атмосфері. Зниження рівня води зменшує вологу з ґрунту і закриває продихи. Це обмежує дифузію вуглекислого газу і впливає на фотосинтез.