Ποιες αντιδράσεις μετατρέπουν την φωτεινή ενέργεια σε χημική ενέργεια;

Η πρωταρχική αντίδραση που μετατρέπει την ελαφριά ενέργεια σε χημική ενέργεια είναι η φωτοσύνθεση . Αυτή η διαδικασία εμφανίζεται σε φυτά, φύκια και μερικά βακτήρια και είναι απαραίτητο για τη ζωή στη γη.

Ακολουθεί μια κατανομή της φωτοσύνθεσης:

1. Αντιδράσεις που εξαρτώνται από το φως:

* Η φωτεινή ενέργεια συλλαμβάνεται από χρωστικές όπως η χλωροφύλλη στους χλωροπλάστες των φυτικών κυττάρων.

* Αυτή η ενέργεια χρησιμοποιείται για τη διάσπαση των μορίων νερού (H₂O), απελευθερώνοντας οξυγόνο (O₂) ως υποπροϊόν.

* Τα ηλεκτρόνια ενεργοποιούνται και μεταβιβάζονται κατά μήκος μιας αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων, δημιουργώντας ΑΤΡ (τριφωσφορική αδενοσίνη), το ενεργειακό νόμισμα του κυττάρου.

* Η ενέργεια από το φως χρησιμοποιείται επίσης για την παραγωγή NADPH (φωσφορικό δινουκλεοτιδίων νικοτιναμιδίου δινουκλεοτιδίου), με αναγωγικό παράγοντα που φέρει ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας.

2. Ανεξάρτητες από το φως αντιδράσεις (κύκλος Calvin):

* Το διοξείδιο του άνθρακα (CO₂) από την ατμόσφαιρα ενσωματώνεται σε οργανικά μόρια (σάκχαρα) χρησιμοποιώντας την ενέργεια από ATP και τη μειωμένη ισχύ του NADPH.

* Αυτή η διαδικασία μετατρέπει τον ανόργανο άνθρακα σε οργανικές ενώσεις, αποθηκεύοντας αποτελεσματικά την φωτεινή ενέργεια σε χημικούς δεσμούς.

Άλλες αντιδράσεις:

Ενώ η φωτοσύνθεση είναι η πιο σημαντική διαδικασία για μετατροπή φωτός-σε-χημικής ενέργειας, άλλες αντιδράσεις συμβάλλουν επίσης:

* Χημοσύνθεση: Μερικοί οργανισμοί, κυρίως βακτήρια, χρησιμοποιούν την ενέργεια που απελευθερώνεται από χημικές αντιδράσεις (όπως οξείδωση των ανόργανων ενώσεων) για να δημιουργήσουν οργανικά μόρια. Αυτή η διαδικασία είναι λιγότερο αποτελεσματική από τη φωτοσύνθεση και βρίσκεται σε περιβάλλοντα όπου το ηλιακό φως είναι σπάνιο.

* Τεχνητή φωτοσύνθεση: Οι ερευνητές διερευνούν τεχνητά συστήματα που μιμούνται τη φωτοσύνθεση για την παραγωγή καυσίμων όπως το υδρογόνο από το φως του ήλιου και το νερό.

Συνοπτικά: Η φωτοσύνθεση είναι η θεμελιώδης αντίδραση που μετατρέπει την ενέργεια της φωτεινής ενέργειας σε χημική ενέργεια, σχηματίζοντας τη βάση της ζωής στη γη. Άλλες αντιδράσεις όπως η χημειοθεραπεία και η τεχνητή φωτοσύνθεση συμβάλλουν σε αυτή τη διαδικασία, αν και σε μικρότερη κλίμακα.