На стадии фотосинтеза может быть разделена на основе количества солнечного света растение получает. Фотосинтез - это процесс питания растений и водорослей. Этот процесс состоит из преобразования света в энергию, необходимую для выживания.
В отличие от людей, которым для выживания нужны внешние агенты, такие как животные или растения, растения могут создавать себе пищу посредством фотосинтеза. Это называется автотрофным питанием.
Слово фотосинтез состоит из двух слов: фотография и синтез. Фотография означает смесь света и синтеза. Таким образом, этот процесс буквально превращает свет в пищу. Организмы, способные синтезировать вещества для создания пищи, а также растения, водоросли и некоторые бактерии, называются автотрофами.
Фотосинтез требует света, углекислого газа и воды. Углекислый газ из воздуха попадает в листья растения через находящиеся в них поры. С другой стороны, вода поглощается корнями и движется, пока не достигнет листьев, а свет поглощается пигментами листьев.
Во время этих фаз элементы фотосинтеза, вода и углекислый газ поступают в растение, а продукты фотосинтеза, кислород и сахар, покидают растение.
Фазы / стадии фотосинтеза
Во-первых, энергия света поглощается белками, содержащимися в хлорофилле. Хлорофилл - это пигмент, который присутствует в тканях зеленых растений; фотосинтез обычно происходит в листьях, особенно в ткани, называемой мезофиллом.
Каждая клетка мезофильной ткани содержит организмы, называемые хлоропластами. Эти организмы предназначены для фотосинтеза. Структуры, называемые тилакоидами, которые содержат хлорофилл, сгруппированы в каждом хлоропласте.
Этот пигмент поглощает свет, поэтому он в основном отвечает за первое взаимодействие между растением и светом.
На листьях есть небольшие поры, называемые устьицами. Они несут ответственность за распространение углекислого газа в мезофильной ткани и за утечку кислорода в атмосферу. Таким образом, фотосинтез происходит в два этапа: светлая фаза и темная фаза.
- Светлая фаза
Светлая фаза и темная фаза. Маулучони, из Wikimedia Commons
Эти реакции происходят только при наличии света и происходят в тилакоидной мембране хлоропластов. На этом этапе энергия солнечного света преобразуется в химическую энергию. Эта энергия будет использоваться как бензин для сборки молекул глюкозы.
Преобразование в химическую энергию происходит с помощью двух химических соединений: АТФ или молекулы, которая хранит энергию, и НАДФН, переносящего восстановленные электроны. Именно во время этого процесса молекулы воды превращаются в кислород, который мы находим в окружающей среде.
Солнечная энергия преобразуется в химическую энергию в комплексе белков, называемых фотосистемой. В хлоропласте есть две фотосистемы. Каждая фотосистема имеет несколько белков, которые содержат смесь молекул и пигментов, таких как хлорофилл и каротиноиды, так что возможно поглощение солнечного света.
В свою очередь, пигменты фотосистем действуют как средство передачи энергии, поскольку они перемещают ее к реакционным центрам. Когда свет притягивает пигмент, он передает энергию ближайшему пигменту. Этот соседний пигмент также может передавать эту энергию другому соседнему пигменту, и процесс повторяется последовательно.
Эти световые фазы начинаются в фотосистеме II. Здесь световая энергия используется для разделения воды.
Этот процесс высвобождает электроны, водород и кислород. Электроны, заряженные энергией, транспортируются в фотосистему I, где высвобождается АТФ. При кислородном фотосинтезе первым донором электронов является вода, а образовавшийся кислород будет отходами. Несколько донорных электронов используются в аноксигенном фотосинтезе.
В световой фазе световая энергия улавливается и временно сохраняется в химических молекулах АТФ и НАДФН. АТФ расщепляется с высвобождением энергии, а НАДФН будет отдавать свои электроны для преобразования молекул углекислого газа в сахара.
- Темная фаза
В темной фазе углекислый газ из атмосферы улавливается для модификации при добавлении водорода в реакцию.
Таким образом, эта смесь будет образовывать углеводы, которые будут использоваться растением в пищу. Это называется темной фазой, потому что для ее появления не обязательно свет. Но хотя для этих реакций свет не нужен, для этого процесса необходимы АТФ и НАДФН, которые образуются в световой фазе.
Эта фаза происходит в строме хлоропластов. Углекислый газ попадает внутрь листьев через стромы хлоропласта. Атомы углерода используются для создания сахаров. Этот процесс осуществляется благодаря АТФ и НАДФН, образовавшимся в предыдущей реакции.
Темно-фазовые реакции
Во-первых, молекула диоксида углерода объединяется с молекулой рецептора углерода, называемой RuBP, в результате чего получается нестабильное 6-углеродное соединение.
Сразу же это соединение делится на две молекулы углерода, которые получают энергию от АТФ и производят две молекулы, называемые BPGA.
Затем один электрон от НАДФН объединяется с каждой из молекул BPGA с образованием двух молекул G3P.
Эти молекулы G3P будут использоваться для создания глюкозы. Некоторые молекулы G3P также будут использоваться для пополнения и восстановления RuBP, необходимого для продолжения цикла.
Важность фотосинтеза
Фотосинтез важен, потому что он производит пищу для растений и кислород. Без фотосинтеза было бы невозможно потреблять много фруктов и овощей, необходимых для питания человека. Кроме того, многие животные, потребляемые людьми, не могли выжить, не питаясь растениями.
С другой стороны, кислород, производимый растениями, необходим для выживания всего живого на Земле, включая человека. Фотосинтез также отвечает за поддержание стабильного уровня кислорода и углекислого газа в атмосфере. Без фотосинтеза жизнь на Земле была бы невозможна.
Ссылки
- Откройте Stax. Обзор фотосинтеза. (2012). Университет Райса. Получено с: cnx.org.
- Фараби, MJ. Фотосинтез. (2007). Горное сообщество Эстрелла Колледж. Получено с: 2.estrellamountain.edu.
- «Фотосинтез» (2007 г.). Энциклопедия науки и техники Макгроу Хилла, 10-е изд. Том 13. Получено с: en.wikipedia.org.
- Введение в фотосинтез. (2016). Академия Хана. Получено с: khanacademy.org.
- «Процессы светозависимых реакций» (2016). BoundlessBiology. Получено с: boundless.com.
- Берг, Дж. М., Тимочко, Дж. Л. и Страйер, Л. (2002). «Вспомогательные пигменты», «Фуннеленэнергия» в реакционных центрах »Биохимия. Получено с: ncbi.nlm.nih.gov.
- Конинг, Р. Э. (1994) «Цикл Кальвина». Получено с: plantphys.info.
- Фотосинтез у растений. PhotosynthesisEducation. Получено с: photosynthesiseducation.com.
- «Что было бы, если бы у земли не было фотосинтеза?» Калифорнийский университет в Санта-Барбаре. Получено с: scienceline.ucsb.edu.