Πώς μετατρέπεται η ενεργειακή ενέργεια σε χημικά κατά τη διάρκεια της φωτοσύνθεσης;
1. Λειτουργία ενέργειας φωτός:
* χλωροφύλλη: Η διαδικασία αρχίζει με χλωροφύλλη, μια πράσινη χρωστική ουσία που βρίσκεται σε χλωροπλάστες μέσα στα φυτικά κύτταρα. Η χλωροφύλλη απορροφά την φωτεινή ενέργεια, κυρίως στα κόκκινα και μπλε μήκη κύματος, ενώ αντανακλά το πράσινο φως (γι 'αυτό τα φυτά εμφανίζονται πράσινα).
* Φωτογραφικά: Τα μόρια χλωροφύλλης οργανώνονται σε συστάδες που ονομάζονται φωτοσυστήματα. Υπάρχουν δύο κύριοι τύποι:το φωτοσυστήματος II (PSII) και το φωτοσυστήματος I (PSI).
* διέγερση: Όταν ένα μόριο χλωροφύλλης απορροφά την ενέργεια φωτός, ένα ηλεκτρόνιο μέσα στο μόριο διεγείρεται, μετακινείται σε υψηλότερο επίπεδο ενέργειας.
2. Αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων:
* Διαχωρισμός νερού: Τα διεγερμένα ηλεκτρόνια από το PSII περνούν κατά μήκος μιας αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων. Για να αντικατασταθούν αυτά τα ηλεκτρόνια, τα μόρια του νερού χωρίζονται, απελευθερώνοντας το οξυγόνο ως υποπροϊόν (αυτό είναι όπου προέρχεται το οξυγόνο που αναπνέουμε).
* Μεταφορά ενέργειας: Καθώς τα ηλεκτρόνια κινούνται κάτω από την αλυσίδα, χάνουν ενέργεια. Αυτή η ενέργεια χρησιμοποιείται για την αντλία πρωτονίων (Η+) σε μια μεμβράνη, δημιουργώντας μια κλίση συγκέντρωσης.
* Παραγωγή ATP: Η κλίση πρωτονίων οδηγεί στην παραγωγή ΑΤΡ (τριφωσφορική αδενοσίνη), το ενεργειακό νόμισμα των κυττάρων.
3. Σταθεροποίηση άνθρακα:
* Αντιδράσεις που εξαρτώνται από το φως: Οι διαδικασίες που περιγράφηκαν παραπάνω (απορρόφηση φωτός, μεταφορά ηλεκτρονίων και παραγωγή ΑΤΡ) ονομάζονται αντιδράσεις που εξαρτώνται από το φως.
* Ανεξάρτητες από το φως αντιδράσεις (κύκλος Calvin): Η ενέργεια από το ΑΤΡ, μαζί με τα ηλεκτρόνια από το PSI, χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία του κύκλου Calvin. Αυτός ο κύκλος χρησιμοποιεί διοξείδιο του άνθρακα (CO2) από την ατμόσφαιρα για την κατασκευή γλυκόζης, μια απλή ζάχαρη που αποθηκεύει χημική ενέργεια.
Περίληψη:
Στην ουσία, η φωτοσύνθεση περιλαμβάνει τους ακόλουθους μετασχηματισμούς:
* ΦΩΤΙΣΤΙΚΗ ΕΝΕΡΓΕΙΑ συλλαμβάνεται από τη χλωροφύλλη και χρησιμοποιείται για να διεγείρει τα ηλεκτρόνια.
* Μεταφορά ηλεκτρονίων απελευθερώνει ενέργεια που χρησιμοποιείται για τη δημιουργία ATP και NADPH (άλλος φορέας ενέργειας).
* Χημική ενέργεια Αποθηκευμένο σε ΑΤΡ και NADPH χρησιμοποιείται για τη μετατροπή του διοξειδίου του άνθρακα σε γλυκόζη, μια μορφή χημικής ενέργειας που μπορεί να χρησιμοποιήσει το φυτό για ανάπτυξη και άλλες διεργασίες.
Βασικά σημεία:
* Η φωτοσύνθεση είναι μια πολύπλοκη διαδικασία με πολλαπλά βήματα.
* Η φωτεινή ενέργεια μετατρέπεται σε χημική ενέργεια με τη μορφή ΑΤΡ και NADPH.
* Αυτή η χημική ενέργεια στη συνέχεια χρησιμοποιείται για τη σταθεροποίηση του διοξειδίου του άνθρακα σε γλυκόζη.
* Η φωτοσύνθεση είναι απαραίτητη για τη ζωή στη γη, παρέχοντας το φαγητό και το οξυγόνο που χρειαζόμαστε.
