FOTOSYNTEESIN 3 VAIHETTA JA NIIDEN OMINAISUUDET - BIOLOGIA - 2026

Vaiheissa fotosynteesin voidaan jakaa määrän perusteella auringonvalon kasvi saa. Fotosynteesi on prosessi, jolla kasvit ja levät ruokkivat. Tämä prosessi koostuu valon muuttamisesta energiaksi, joka on välttämätöntä selviytymiselle.

Toisin kuin ihmiset, jotka tarvitsevat ulkoisia tekijöitä, kuten eläimiä tai kasveja selviytymiseen, kasvit voivat luoda omia ruokia fotosynteesin avulla. Tätä kutsutaan autotrofiseksi ravitsemukseksi.

Sana fotosynteesi koostuu kahdesta sanasta: valokuva ja synteesi. Kuva tarkoittaa valon ja synteesin sekoitusta. Siksi tämä prosessi muuttaa kirjaimellisesti valon ruoaksi. Organismeja, jotka kykenevät syntetisoimaan aineita ruoan luomiseksi, samoin kuin kasveja, leviä ja joitain bakteereja, kutsutaan autotrofeiksi.

Fotosynteesi vaatii valoa, hiilidioksidia ja vettä suorittamiseen. Ilmasta peräisin oleva hiilidioksidi pääsee kasvin lehtiin niissä olevien huokosten kautta. Toisaalta juuret absorboivat vettä ja liikkuvat, kunnes se saavuttaa lehdet ja lehtien pigmentit absorboivat valoa.

Näiden vaiheiden aikana fotosynteesin elementit, vesi ja hiilidioksidi, pääsevät kasviin ja fotosynteesin tuotteet, happi ja sokeri, poistuvat kasvista.

Fotosynteesin vaiheet

Ensinnäkin klorofyllistä löytyvät proteiinit absorboivat valon energian. Klorofylli on pigmentti, jota on läsnä vihreiden kasvien kudoksissa; fotosynteesi tapahtuu yleensä lehdissä, erityisesti kudoksessa, jota kutsutaan mesofylliksi.

Jokainen mesofiilisen kudoksen solu sisältää organismeja, joita kutsutaan kloroplasteiksi. Nämä organismit on suunniteltu suorittamaan fotosynteesi. Tylakoideiksi kutsuttuja rakenteita, jotka sisältävät klorofylliä, on ryhmitelty jokaisessa kloroplastissa.

Tämä pigmentti imee valoa, joten se on pääasiassa vastuussa kasvin ja valon ensimmäisestä vuorovaikutuksesta.

Lehdissä on pieniä huokosia, joita kutsutaan stomata. He vastaavat hiilidioksidin leviämisestä mesofiiliseen kudokseen ja hapen pääsemisestä ilmakehään. Siten fotosynteesi tapahtuu kahdessa vaiheessa: valofaasi ja tumma faasi.

- Kevyt vaihe

Vaalea ja tumma vaihe. Maulucioni, Wikimedia Commonsista

Nämä reaktiot tapahtuvat vasta kun valoa on läsnä ja tapahtuu kloroplastien tylakoidimembraanissa. Tässä vaiheessa auringonvalosta tuleva energia muuttuu kemialliseksi energiaksi. Tätä energiaa käytetään kuten bensiiniä voidakseen koota glukoosimolekyylit.

Muutos kemialliseksi energiaksi tapahtuu kahden kemiallisen yhdisteen: ATP: n tai energiaa varastoivan molekyylin ja NADPH: n, joka kuljettaa pelkistettyjä elektroneja, kautta. Juuri tämän prosessin aikana vesimolekyylit muuttuvat happeaksi, jota löydämme ympäristöstä.

Aurinkoenergia muuttuu kemialliseksi energiaksi valkosysteemiksi kutsuttu proteiinikompleksi. Klooriplastista löytyy kaksi valojärjestelmää. Jokaisessa valosysteemissä on useita proteiineja, jotka sisältävät molekyylien ja pigmenttien, kuten klorofyllin ja karotenoidien, seoksen, jotta auringonvalo imeytyy.

Valosysteemien pigmentit puolestaan ​​toimivat kuljettimena energian kanavoimiseksi, kun ne siirtävät sitä reaktiokeskuksiin. Kun valo houkuttelee pigmenttiä, se siirtää energiaa lähellä olevaan pigmenttiin. Tämä lähellä oleva pigmentti voi myös siirtää kyseisen energian toiseen läheiseen pigmenttiin ja prosessi toistetaan peräkkäin.

Nämä valovaiheet alkavat valosysteemissä II. Tässä käytetään kevyttä energiaa veden jakamiseen.

Tämä prosessi vapauttaa elektroneja, vetyä ja happea. Energialla varautuneet elektronit kuljetetaan valojärjestelmään I, josta ATP vapautuu. Hapellisessa fotosynteesissä ensimmäinen luovuttava elektroni on vesi ja syntyvä happi on jätettä. Useita luovuttajaelektroneja käytetään hapettumattomassa fotosynteesissä.

Kevyessä vaiheessa valon energia kaappaa ja varastoidaan väliaikaisesti ATP: n ja NADPH: n kemiallisissa molekyyleissä. ATP hajoaa vapauttaen energiaa ja NADPH luovuttaa elektronejaan hiilidioksidimolekyylien muuntamiseksi sokereiksi.

- Tumma vaihe

Pimeässä faasissa hiilidioksidi atmosfääristä otetaan talteen modifioituna, kun vetyä lisätään reaktioon.

Siksi tämä seos muodostaa hiilihydraatteja, joita kasvi käyttää ruuana. Sitä kutsutaan tummaksi vaiheeksi, koska valo ei ole suoraan välttämätöntä sen tapahtumiseksi. Mutta huolimatta siitä, että valo ei ole välttämätöntä näiden reaktioiden tapahtumiseksi, tämä prosessi vaatii ATP: tä ja NADPH: ta, jotka luodaan valovaiheessa.

Tämä vaihe tapahtuu kloroplastien stromassa. Hiilidioksidi saapuu lehtien sisäosaan klooriplastin strooman kautta. Hiiliatomeja käytetään sokerien rakentamiseen. Tämä prosessi suoritetaan aikaisemmassa reaktiossa muodostuneiden ATP: n ja NADPH: n ansiosta.

Pimeän vaiheen reaktiot

Ensin hiilidioksidimolekyyli yhdistetään RuBP-nimisen hiilireseptorimolekyylin kanssa, jolloin saadaan epävakaa 6-hiiliyhdiste.

Välittömästi tämä yhdiste jaetaan kahteen hiilimolekyyliin, jotka vastaanottavat energiaa ATP: ltä ja tuottavat kaksi molekyyliä, nimeltään BPGA.

Sitten yksi elektroni NADPH: sta yhdistetään jokaisen BPGA-molekyylin kanssa kahden G3P-molekyylin muodostamiseksi.

Näitä G3P-molekyylejä käytetään luomaan glukoosia. Joitakin G3P-molekyylejä käytetään myös RuBP: n täydentämiseen ja palauttamiseen, jotka ovat tarpeen syklin jatkamiseksi.

Fotosynteesin merkitys

Fotosynteesi on tärkeää, koska se tuottaa ruokaa kasveille ja happea. Ilman fotosynteesiä ei olisi mahdollista kuluttaa monia ihmisten ruokavalioon tarvittavia hedelmiä ja vihanneksia. Monet ihmisten kuluttamat eläimet eivät myöskään voineet selviytyä ilman ruokintaa kasveilla.

Toisaalta kasvien tuottama happi on välttämätöntä kaikelle maapallon elämälle, mukaan lukien ihmiset, selviytyäkseen. Fotosynteesi on myös vastuussa ilmakehän happi- ja hiilidioksiditasojen pitämisestä vakaina. Ilman fotosynteesiä elämä maapallolla ei olisi mahdollista.

Viitteet

1. Avaa Stax. Katsaus fotosynteesiin. (2012). Riisin yliopisto. Palautettu osoitteesta: cnx.org.
2. Farabee, MJ. Fotosynteesi. (2007). Estrella Mountain CommunityCollege. Palautettu: 2.estrellamountain.edu.
3. "Fotosynteesi" (2007). McGraw Hill -tietosanakirja, 10. painos. Osa 13. Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org.
4. Johdanto fotosynteesiin. (2016). Khan Academy. Palautettu osoitteesta: khanacademy.org.
5. "Valosta riippuvien reaktioiden prosessit" (2016). BoundlessBiology. Palautettu osoitteesta: borderless.com.
6. Berg, JM, Tymoczko, JL ja Stryer, L. (2002). "Lisävarustehuiputfunnelenergiareagointikeskuksiin" Biokemia. Palautettu: ncbi.nlm.nih.gov.
7. Koning, RE (1994) "Calvin Cycle". Palautettu osoitteesta: plantphys.info.
8. Fotosynteesi kasveissa. PhotosynthesisEducation. Palautettu osoitteesta: photosynthesiseducation.com.
9. "Mitä ei saisi tapahtua ilman fotosynteesiä?" Kalifornian yliopisto, Santa Barbara. Palautettu osoitteesta: scienceline.ucsb.edu.