Πώς ένα φυτό μετατρέπει την φωτεινή ενέργεια σε χημική ενέργεια;
1. Αντιδράσεις που εξαρτώνται από το φως:
* Απορρόφηση φωτός: Η χλωροφύλλη, μια πράσινη χρωστική ουσία σε φυτικά κύτταρα, απορροφά την ενέργεια φωτός από τον ήλιο, κυρίως στα κόκκινα και μπλε μήκη κύματος.
* Ηλεκτρονική αλυσίδα μεταφοράς: Η απορροφημένη φωτεινή ενέργεια διεγείρει τα ηλεκτρόνια στη χλωροφύλλη, τα οποία στη συνέχεια μετακινούνται μέσα από μια σειρά συμπλεγμάτων πρωτεϊνών ενσωματωμένα στις μεμβράνες θυλακοειδούς χλωροπλαστών.
* Παραγωγή ATP: Η ενέργεια από τα διεγερμένα ηλεκτρόνια χρησιμοποιείται για την άντληση πρωτονίων σε όλη τη μεμβράνη θυλακοειδούς, δημιουργώντας μια κλίση συγκέντρωσης. Αυτή η κλίση οδηγεί την παραγωγή του ΑΤΡ (τριφωσφορική αδενοσίνη), το κύριο ενεργειακό νόμισμα των κυττάρων.
* Παραγωγή NADPH: Τα διεγερμένα ηλεκτρόνια μειώνουν επίσης το NADP+ σε NADPH, έναν φορέα ηλεκτρονίων υψηλής ενέργειας που θα χρησιμοποιηθεί στο επόμενο στάδιο.
2. Ανεξάρτητες από το φως αντιδράσεις (κύκλος Calvin):
* Στερεά άνθρακα: Το διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα ενσωματώνεται σε ένα μόριο ζάχαρης πέντε άνθρακα που ονομάζεται διφωσφορική ριβουλόζη (RUBP) από το ένζυμο rubisco. Αυτή η διαδικασία είναι γνωστή ως σταθεροποίηση άνθρακα.
* Παραγωγή ζάχαρης: Το νεοσύστατο μόριο έξι άνθρακα είναι ασταθές και χωρίζεται σε δύο μόρια τριών άνθρακα. Αυτά τα μόρια στη συνέχεια μετατρέπονται σε γλυκόζη, ζάχαρη έξι άνθρακα, χρησιμοποιώντας την ενέργεια από ATP και τη μειωτική ισχύ του NADPH που παράγεται στις εξαρτώμενες από το φως αντιδράσεις.
* Αναγέννηση του rubp: Μερικά από τα μόρια τριών άνθρακα χρησιμοποιούνται για την αναγέννηση του RUBP, επιτρέποντας στον κύκλο να συνεχιστεί.
Συνοπτικά:
* Η φωτεινή ενέργεια απορροφάται από τη χλωροφύλλη και χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ATP και NADPH.
* Το ATP και το NADPH παρέχουν την ενέργεια και τη μείωση της ισχύος που απαιτείται για τη μετατροπή του διοξειδίου του άνθρακα σε γλυκόζη.
* Η γλυκόζη είναι ένα μόριο υψηλής ενέργειας που αποθηκεύει τη χημική ενέργεια που προέρχεται από το φως του ήλιου.
Αυτή η χημική ενέργεια χρησιμοποιείται στη συνέχεια από τα φυτά για διάφορες διαδικασίες, συμπεριλαμβανομένων:
* Ανάπτυξη και ανάπτυξη
* Αναπαραγωγή
* Αναπνοή (για απελευθέρωση ενέργειας από γλυκόζη)
* Άμυνα κατά των παθογόνων
Η φωτοσύνθεση είναι απαραίτητη για τη ζωή στη Γη, καθώς παρέχει τη βάση για τις περισσότερες αλυσίδες τροφίμων και παράγει το οξυγόνο που αναπνέουμε.
