Πώς η χλωροφύλλη παγιδεύει το φως του ήλιου και το μετατρέπει σε χημική ενέργεια;

Η χλωροφύλλη, η πράσινη χρωστική ουσία που βρίσκεται στα φυτά, είναι ο βασικός παίκτης στη διαδικασία της φωτοσύνθεσης, όπου το φως του ήλιου μετατρέπεται σε χημική ενέργεια. Δείτε πώς λειτουργεί:

1. Απορρόφηση του φωτός:

* Τα μόρια χλωροφύλλης έχουν μια μοναδική δομή που τους επιτρέπει να απορροφούν συγκεκριμένα μήκη κύματος φωτός, κυρίως κόκκινο και μπλε φως. Αντικατοπτρίζουν το πράσινο φως, γι 'αυτό τα φυτά φαίνονται πράσινα.

* Όταν ένα μόριο χλωροφύλλης απορροφά ένα φωτόνιο φωτός, ένα ηλεκτρόνιο μέσα στο μόριο ενεργοποιείται.

2. Διευκρίνιση και μεταφορά ηλεκτρονίων:

* Το ενεργοποιημένο ηλεκτρόνιο πηδά σε υψηλότερο επίπεδο ενέργειας μέσα στο μόριο χλωροφύλλης.

* Αυτό το διεγερμένο ηλεκτρόνιο μεταφέρεται στη συνέχεια κατά μήκος μιας αλυσίδας μορίων που ονομάζεται αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων.

3. Παραγωγή χημικής ενέργειας:

* Καθώς το ηλεκτρόνιο ταξιδεύει κάτω από την αλυσίδα, απελευθερώνει ενέργεια. Αυτή η ενέργεια χρησιμοποιείται για την αντλία πρωτονίων (Η+) σε μια μεμβράνη, δημιουργώντας μια κλίση συγκέντρωσης.

* Η πιθανή ενέργεια που αποθηκεύεται σε αυτή τη κλίση στη συνέχεια χρησιμοποιείται από ένα ένζυμο που ονομάζεται συνθετάση ΑΤΡ για να παράγει ΑΤΡ (τριφωσφορική αδενοσίνη), το κύριο ενεργειακό νόμισμα των κυττάρων.

4. Διαχωρισμός νερού και παραγωγή NADPH:

* Εκτός από την παραγωγή ΑΤΡ, η φωτεινή ενέργεια χρησιμοποιείται επίσης για τη διάσπαση των μορίων νερού.

* Αυτή η διαδικασία απελευθερώνει οξυγόνο ως υποπροϊόν και παρέχει ηλεκτρόνια για να αντικαταστήσει αυτά που χάθηκαν από τη χλωροφύλλη.

* Αυτά τα ηλεκτρόνια χρησιμοποιούνται για να μειώσουν ένα άλλο μόριο που ονομάζεται NADP+ σε NADPH, το οποίο είναι ένας σημαντικός φορέας ηλεκτρονίων για άλλες μεταβολικές αντιδράσεις.

5. Διοξείδιο του άνθρακα:

* Το ATP και το NADPH που παράγονται από τις εξαρτώμενες από το φως αντιδράσεις χρησιμοποιούνται στον κύκλο Calvin, το επόμενο στάδιο της φωτοσύνθεσης.

* Αυτός ο κύκλος παίρνει το διοξείδιο του άνθρακα από τον αέρα και το μετατρέπει σε γλυκόζη, μια ζάχαρη που αποθηκεύει χημική ενέργεια.

Συνολικά, η χλωροφύλλη δρα ως κεραία συγκομιδής φωτός, καταγράφει την φωτεινή ενέργεια και μετατρέποντάς την σε χημική ενέργεια με τη μορφή ATP και NADPH. Αυτή η ενέργεια χρησιμοποιείται στη συνέχεια για να διορθώσει το διοξείδιο του άνθρακα και να παράγει γλυκόζη, την κύρια πηγή ενέργειας για τα φυτά και τελικά για όλη τη ζωή στη γη.