Fotosintezės apibrėžimas ir procesas

Jei gyvūnai ir žmonės su maistu gauna energijos iš kitų gyvų būtybių, augalai yra organizmai, galintys patys tiekti maistą. Šis procesas vadinamas fotosinteze.

Kažkada sužinojome, kad chlorofilas augaluose leidžia jiems sintezuoti. Fotosintezė yra anabolizmo procesas, kuris yra sudėtingų molekulių išdėstymo ar sintezės procesas iš įvairių paprastų molekulių. Taigi anabolizmas taip pat vadinamas asimiliacija ar sinteze. Be fotosintezės, kitas anabolinis procesas yra chemosintezė.

Nors chlorofilą turi tik kai kurie organizmai, fotosintezės procesas yra labai svarbus ekosistemai, nes augalai yra pagrindinis viso maisto šaltinis Žemėje. Autotrofinių organizmų užfiksuota saulės energija bus perdirbama į maistą. Fotosintezė taip pat išskiria deguonį į atmosferą, kad gyvi daiktai, įskaitant žmones, galėtų kvėpuoti.

Kaip vyksta fotosintezė?

Bet kaip vyksta fotosintezės procesas? Iš pavadinimo nuotrauka reiškia naudoti šviesą, o sintezė - gaminti. Tai yra, tada paprastos molekulės paverčiamos sudėtingomis molekulėmis, naudojant saulės energiją.

Fotosintezės procesas anglies dvideginį ir vandenį paverčia energija angliavandenių ir deguonies pavidalu, naudojant chlorofilą ir saulės šviesą.

(Taip pat skaitykite: Žinokite augalų ląstelių ypatybes ir rūšis)

Šis procesas vyksta žaliuose lapuose, būtent mezofilo ląstelėse. Mezofilo ląstelėse yra chloroplastų, o juose - grana. Fotosintezė taip pat vyksta žaliuose stiebuose ir kai kuriose gėlių dalyse.

Lapo paviršiuje kvadratiniame metre yra pusė milijono chloroplastų. Anglies dioksidas chloroplastus pasiekia per stomas, o vanduo - lapų gyslomis. Žemiau pateikiama chloroplastų ir jų organelių diagrama.

(paveikslėlis)

Fotosintezė gali vykti tik organizmuose, kurie turi chlorofilą. Chlorofilas yra augalinis pigmentas, randamas chloroplastuose ir gali būti bakteriochlorofilas a, b, c, d, e ir bakterioviridinas. Chlorofilo a ir b yra tik aukštesniuose augaluose. Žemiau esančioje lentelėje parodyti chlorofilo a ir b skirtumai.

(lentelė)

Fotosintezės procesas apima dvi vienas po kito einančias reakcijų serijas, būtent šviesos reakciją ir tamsiąją. Kaip rodo pavadinimas, nuo šviesos priklausoma reakcija taip pat vadinama Hill reakcija. Tuo tarpu tamsios reakcijos nepriklauso nuo šviesos ir yra vadinamos Calvin-Benson ciklu.

Šviesos reakcijos etapai apima šviesos absorbciją ir elektronų pernešimą, vandens dalijimąsi ir didelės energijos ATP tarpinio susidarymą (fotofosforilinimas). Tada šviesos reakcijos rezultatai naudojami tamsioje reakcijoje, būtent biosintetinėje fazėje.

Tamsi reakcija yra sintetinė fotosintezės dalis, o tai reiškia, kad energijos susidarymas vyksta tamsioje reakcijoje. Tamsi reakcija stromoje vyksta katalizuojamų fermentų serija. Tamsi reakcija fiksuoja CO 2 ir sintetina angliavandenius ar cukrus. Tamsi reakcija taip pat priklauso nuo šviesos reakcijos rezultatų, būtent ATP ir NADPH.

Tamsi reakcija taip pat yra kelias anglies fiksavimui tamsoje per tarpinius junginius, kurie sukelia cukrų ir krakmolo susidarymą. Melvinas Calvinas ir jo kolegos panaudojo radioaktyvųjį 14 CO 2 fotosintezėje Clorella sp. (vienaląsčiai žalieji dumbliai). Tuomet anglies fiksavimo kelias nustatomas naudojant radioaktyvaus sekimo metodus. Tai, matyt, pasitaiko visuose fotosintetiniuose augaluose. Čia pateikiama tamsios reakcijos arba Kalvino ciklo diagrama.

(diagrama)