Πώς ο φωτοσυνθετικός οργανισμός μετατρέπει την ενέργεια σε χημική ενέργεια;
1. Αντιδράσεις που εξαρτώνται από το φως:
* Απορρόφηση φωτός: Η χλωροφύλλη και άλλες χρωστικές ουσίες στους χλωροπλάστες απορροφούν την φωτεινή ενέργεια.
* Ηλεκτρονική αλυσίδα μεταφοράς: Η απορροφημένη φωτεινή ενέργεια διεγείρει τα ηλεκτρόνια σε μόρια χλωροφύλλης, προκαλώντας τους να κινούνται μέσω μιας αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων.
* Παραγωγή ATP: Η ενέργεια που απελευθερώνεται από την αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων χρησιμοποιείται για την αντλία πρωτονίων σε μια μεμβράνη, δημιουργώντας μια κλίση πρωτονίων. Αυτή η κλίση στη συνέχεια χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ΑΤΡ (τριφωσφορική αδενοσίνη), το κύριο ενεργειακό νόμισμα του κυττάρου.
* Παραγωγή NADPH: Η αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων μειώνει επίσης το NADP+ σε NADPH, το οποίο είναι ένας φορέας ηλεκτρονίων υψηλής ενέργειας.
2. Ανεξάρτητες από το φως αντιδράσεις (κύκλος Calvin):
* Στερεά άνθρακα: Ο κύκλος Calvin χρησιμοποιεί την ενέργεια από ΑΤΡ και NADPH που παράγεται στις αντιδράσεις που εξαρτώνται από το φως για να μετατρέψουν το διοξείδιο του άνθρακα (CO2) από την ατμόσφαιρα σε μόρια ζάχαρης (γλυκόζη).
* Μείωση: Το διοξείδιο του άνθρακα μειώνεται σε γλυκόζη, πράγμα που σημαίνει ότι τα ηλεκτρόνια προστίθενται σε αυτό.
* αναγέννηση: Ο κύκλος Calvin αναγεννά το αρχικό μόριο, διφωσφορική ριβουλόζη (RUBP), το οποίο στη συνέχεια μπορεί να δεχτεί περισσότερο διοξείδιο του άνθρακα.
Η μετατροπή χημικής ενέργειας:
Η φωτεινή ενέργεια που απορροφάται από τη χλωροφύλλη χρησιμοποιείται τελικά για τη δημιουργία χημικών δεσμών σε μόρια γλυκόζης. Η γλυκόζη περιέχει μια σημαντική ποσότητα πιθανής χημικής ενέργειας που μπορεί να απελευθερωθεί μέσω της κυτταρικής αναπνοής, παρέχοντας ενέργεια για τις διαδικασίες ζωής του οργανισμού.
Εδώ είναι μια απλή αναλογία:
Φανταστείτε την ελαφριά ενέργεια ως σπίθα που αναφλέγει μια φωτιά. Η πυρκαγιά απελευθερώνει ενέργεια, η οποία στη συνέχεια χρησιμοποιείται για να μαγειρεύει τα τρόφιμα (η χημική ενέργεια που αποθηκεύεται στη γλυκόζη).
Συνοπτικά:
Οι φωτοσυνθετικοί οργανισμοί καταγράφουν την ενέργεια φωτός και την μετατρέπουν σε χημική ενέργεια που αποθηκεύεται στους δεσμούς των μορίων γλυκόζης. Αυτή η διαδικασία είναι απαραίτητη για τη ζωή στη Γη, καθώς παρέχει τα θεμέλια για όλες σχεδόν τις αλυσίδες τροφίμων.
