Що використовують хлоропласти для виготовлення глюкози?

Хлоропласти - оригінальні «зелені» сонячні трансформатори. Ці крихітні органели, що знаходяться лише в клітинах рослин та водоростей, використовують енергію сонця для перетворення вуглекислого газу та води в глюкозу та кисень. Ден Дженк, науковий письменник Інституту біодизайну при Університеті штату Арізона, описує процес наступним чином: “... рослини наближаються до вершини скупості, виводячи майже кожен фотон доступної світлової енергії їжа ".

У цій статті ми розглядаємо загальний процес фотосинтез, як хлоропласт функціонує, і як він працює, використовуючи хімічні речовини та сонце для отримання глюкози.

Енергія, яка зберігається в молекулярному зв’язку, називається «хімічною потенційною енергією». Коли хімічний зв’язок є зламана, наприклад, коли молекула крохмалю з’їдається, а потім розщеплюється в травній системі тварини, це енергія звільнений. Для виживання всім організмам потрібна енергія.

Основною молекулою, яка використовується для отримання енергії в живих організмах, називається

Фотосинтез перетворює світлову енергію в хімічну енергію, яка зберігається в молекулярних зв’язках глюкози. Цей процес відбувається в хлоропластах. Рослина використовує молекули глюкози для створення складних вуглеводів - крохмалю та целюлози - та інших поживних речовин, необхідних для росту та розмноження. Таким чином, фотосинтез дозволяє перетворити світлову енергію у форму енергії, яку можна використовувати для їжі як рослиною, так і тваринами, які їдять рослину.

Фотосинтез може бути представлений наступним спрощеним рівнянням:

6 CO₂ (вуглекислий газ) + 6 Н₂O (вода) → C₆H₁₂О₆ (глюкоза) + 6 O₂ (кисень)

•••Goodshoot RF / Goodshoot / Getty Images

Фотосинтез відбувається у два етапи - один світлозалежний і одна незалежна від світла.

світлові реакції фотосинтезу починаються, коли сонячне світло потрапляє в клітину з хлоропластом, як правило, в клітинах листків рослин. Хлорофіл, зелений пігмент всередині хлоропласту, поглинає частинки світлової енергії, які називаються фотонами. Поглинений фотон ініціює послідовність хімічних реакцій, що створюють два типи високоенергетичних сполук, АТФ (аденозинтрифосфат) і НАДФН (нікотинамід аденіндинуклеотид фосфат).

Пізніше ці сполуки використовують у клітинному диханні з метою створення більш корисної енергії у формі АТФ.

Окрім світлової енергії, для світлових реакцій потрібна і вода. Під час фотосинтезу молекули води розщеплюються на іони водню та кисень. В результаті реакції витрачається водень, а залишки атомів кисню виділяються з хлоропласту як газ кисню (O2).

світлонезалежне частина фотосинтезу також відома як Цикл Кальвіна. Використовуючи молекули, що утворюються в залежних від світла реакціях - АТФ для енергії та НАДФН для електронів - кальвін Цикл використовує циклічний ряд біохімічних реакцій для перетворення шести молекул вуглекислого газу в молекулу глюкоза.

На кожному етапі циклу Кальвіна є фермент, який каталізує реакцію.

Сировина для фотосинтезу знаходиться природним чином у навколишньому середовищі. Рослини поглинають вуглекислий газ із повітря, воду з ґрунту та світло від сонця і перетворюють їх на кисень та вуглеводи. Це робить хлоропласти найефективніші у світі споживачі та виробники чистої відновлюваної енергії.

Це також забезпечує кругообіг вуглецю та кисню в навколишньому середовищі. Без фотосинтезу з рослин та водоростей не було б способу переробити вуглекислий газ у дихаючий кисень.

Ось чому вирубка лісів та зміна клімату настільки шкідливі для навколишнього середовища: без маси водоростей, дерев та інших рослин для утворення кисню та виведення вуглекислого газу, CO₂ рівні будуть зростати. Це підвищує глобальну температуру, порушує цикли газообміну і, як правило, може завдати шкоди навколишньому середовищу.