Πώς πραγματοποιεί ένα εργοστάσιο φωτοσύνθεση;
1. Αντιδράσεις που εξαρτώνται από το φως:
* Φως Λυχνίου: Τα φυτά περιέχουν μια πράσινη χρωστική που ονομάζεται χλωροφύλλη, η οποία απορροφά το φως του ήλιου, κυρίως στα κόκκινα και μπλε μήκη κύματος.
* Διαχωρισμός νερού: Η απορροφημένη φωτεινή ενέργεια χρησιμοποιείται για τη διάσπαση των μορίων νερού (ΗΟΟ) σε ιόντα υδρογόνου (Η+), ηλεκτρόνια (Ε-) και αέριο οξυγόνου (Οο). Το οξυγόνο απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα.
* Μεταφορά ηλεκτρονίων: Τα ενεργοποιημένα ηλεκτρόνια περνούν κατά μήκος μιας αλυσίδας μορίων, απελευθερώνοντας ενέργεια στην πορεία.
* Παραγωγή ATP: Αυτή η ενέργεια χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ΑΤΡ (τριφωσφορική αδενοσίνη), το κύριο νόμισμα ενέργειας του κυττάρου.
* σχηματισμός NADPH: Τα ηλεκτρόνια χρησιμοποιούνται επίσης για τη δημιουργία NADPH (φωσφορικό δινουκλεοτιδίου αδενίνης νικοτιναμίδης), φορέα ηλεκτρονίων υψηλής ενέργειας.
2. Ανεξάρτητες από το φως αντιδράσεις (κύκλος Calvin):
* Διοξείδιο του άνθρακα: Το φυτό παίρνει το διοξείδιο του άνθρακα (CO₂) από την ατμόσφαιρα και χρησιμοποιεί την ενέργεια που αποθηκεύεται σε ATP και NADPH για να το μετατρέψει σε μια απλή ζάχαρη που ονομάζεται γλυκόζη.
* Παραγωγή ζάχαρης: Αυτή η διαδικασία περιλαμβάνει μια σειρά πολύπλοκων χημικών αντιδράσεων, δημιουργώντας τελικά γλυκόζη (c₆h₁₂o₆) και αναγεννώντας τα μόρια που απαιτούνται για τη συνέχιση του κύκλου.
Συνολική εξίσωση για φωτοσύνθεση:
6CO₂ (διοξείδιο του άνθρακα) + 6H₂O (νερό) + φωτεινή ενέργεια → C₆H₁₂O₆ (γλυκόζη) + 6O₂ (οξυγόνο)
όπου συμβαίνει:
* Χλωροπλάστες: Η φωτοσύνθεση λαμβάνει χώρα μέσα σε εξειδικευμένα οργανίδια που ονομάζονται χλωροπλάστες, τα οποία περιέχουν χλωροφύλλη και άλλα απαραίτητα συστατικά.
* Thylakoids: Μέσα στον χλωροπλάστη, οι αντιδράσεις που εξαρτώνται από το φως εμφανίζονται σε δομές που ονομάζονται θυλακοειδείς.
* Stroma: Ο κύκλος Calvin (ανεξάρτητες από το φως αντιδράσεις) λαμβάνει χώρα στο στρώμα, η περιοχή γεμάτη με υγρό που περιβάλλει τα θυλακοειδή.
Σημασία:
Η φωτοσύνθεση είναι απαραίτητη για τη ζωή στη Γη, διότι:
* Πηγή τροφής: Παρέχει την κύρια πηγή τροφής για όλες τις μορφές ζωής, είτε άμεσα (φυτά) είτε έμμεσα (ζώα που καταναλώνουν φυτά).
* Παραγωγή οξυγόνου: Η φωτοσύνθεση απελευθερώνει οξυγόνο ως υποπροϊόν, το οποίο είναι ζωτικής σημασίας για την αναπνοή των περισσότερων οργανισμών.
* Κλιματική ρύθμιση: Τα φυτά απορροφούν το διοξείδιο του άνθρακα, ένα αέριο θερμοκηπίου, βοηθώντας στη ρύθμιση του κλίματος της Γης.
Παράγοντες που επηρεάζουν τη φωτοσύνθεση:
* ένταση φωτός: Η υψηλότερη ένταση φωτός γενικά οδηγεί σε αυξημένη φωτοσύνθεση, μέχρι ένα συγκεκριμένο σημείο.
* συγκέντρωση διοξειδίου του άνθρακα: Η αυξημένη διαθεσιμότητα CO₂ ενισχύει τη φωτοσύνθεση.
* Θερμοκρασία: Η φωτοσύνθεση έχει ένα βέλτιστο εύρος θερμοκρασίας και οι ρυθμοί μειώνονται σε ακραίες θερμοκρασίες.
* Διαθεσιμότητα νερού: Το νερό είναι απαραίτητο για τη διαδικασία και η έλλειψη νερού μπορεί να μειώσει σημαντικά τη φωτοσύνθεση.
