Узнайте о формуле фотосинтеза

Некоторые организмы должны создавать энергию, необходимую для выживания. Эти организмы способны поглощать энергию солнечного света и использовать ее для производства сахар и другие органические соединения, такие как липиды и белки. Затем сахара используются для обеспечения организма энергией. Этот процесс, называемый фотосинтезом, используется фотосинтезирующие организмы в том числе растения, водорослии цианобактерии.

В процессе фотосинтеза солнечная энергия преобразуется в химическую энергию. Химическая энергия хранится в форме глюкозы (сахара). Углекислый газ, вода и солнечный свет используются для производства глюкозы, кислорода и воды. Химическое уравнение для этого процесса:

6CO₂ + 12Н₂O + light → C₆ЧАС₁₂О₆ + 6O₂ + 6H₂О

Шесть молекул углекислого газа (6CO₂) и двенадцать молекул воды (12Н₂O) потребляются в процессе, в то время как глюкоза (C₆ЧАС₁₂О₆), шесть молекул кислорода (6O₂) и шесть молекул воды (6Н₂О) производятся.

Это уравнение может быть упрощено как: 6CO₂ + 6H₂O + light → C₆ЧАС₁₂О₆ + 6O₂.

У растений фотосинтез происходит в основном в пределах уходит. Поскольку для фотосинтеза требуется углекислый газ, вода и солнечный свет, все эти вещества должны быть получены или транспортированы к листьям. Углекислый газ получается через крошечные поры в листьях растений, которые называются устьицами. Кислород также выделяется через устьица. Вода добывается растением через корни и доставляется к листьям через сосудистые системы растительных тканей. Солнечный свет поглощается хлорофиллом, зеленым пигментом, расположенным в растительная клетка структуры под названием хлоропласты. Хлоропласты являются сайтами фотосинтеза. Хлоропласты содержат несколько структур, каждая из которых имеет определенные функции:

• Внешние и внутренние мембраны- защитные покрытия, которые удерживают структуры хлоропластов в закрытом состоянии.
• строма- плотная жидкость в хлоропласте. Сайт конверсии углекислого газа в сахар.
• тилакоидов- плоские мешковидные мембранные структуры. Сайт преобразования световой энергии в химическую энергию.
• Грана- плотно уложенные стопки тилакоидных мешочков. Места преобразования световой энергии в химическую энергию.
• хлорофилл- зеленый пигмент в хлоропласте. Поглощает световую энергию.

Фотосинтез происходит в два этапа. Эти стадии называются реакциями света и темными реакциями. Световые реакции происходят в присутствии света. Темные реакции не требуют прямого света, однако темные реакции у большинства растений происходят в течение дня.

Световые реакции встречаются в основном в тилакоидных стеках граны. Здесь солнечный свет преобразуется в химическую энергию в форме ATP (молекулы, содержащей свободную энергию) и NADPH (молекулы, переносящей электроны высокой энергии). Хлорофилл поглощает энергию света и запускает цепочку шагов, которые приводят к выработке АТФ, НАДФН и кислорода (через расщепление воды). Кислород выделяется через устьица. И АТФ, и НАДФН используются в темных реакциях для производства сахара.

Темные реакции происходят в строме. Диоксид углерода превращается в сахар с использованием АТФ и НАДФН. Этот процесс известен как углеродная фиксация или цикл Кальвина. Цикл Кальвина имеет три основных этапа: фиксация, восстановление и регенерация углерода. При фиксации углерода диоксид углерода объединяется с 5-углеродным сахаром [рибулозо-1,5-бифосфат (RuBP)], образуя 6-углеродный сахар. На стадии восстановления АТФ и НАДФН, полученные на стадии легкой реакции, используются для превращения сахара с 6 атомами углерода в две молекулы с 3 атомами углерода. углевод, глицеральдегид 3-фосфат. Глицеральдегид-3-фосфат используется для получения глюкозы и фруктозы. Эти две молекулы (глюкоза и фруктоза) объединяются, чтобы сделать сахарозу или сахар. На стадии регенерации некоторые молекулы глицеральдегид-3-фосфата объединяются с АТФ и превращаются обратно в 5-углеродный сахар RuBP. После завершения цикла RuBP можно комбинировать с углекислым газом, чтобы начать цикл заново.

Таким образом, фотосинтез представляет собой процесс, в котором световая энергия преобразуется в химическую энергию и используется для производства органических соединений. У растений фотосинтез обычно происходит в хлоропластах, расположенных в листьях растений. Фотосинтез состоит из двух этапов, светлых реакций и темных реакций. Световые реакции преобразуют свет в энергию (АТФ и NADHP), а темные реакции используют энергию и углекислый газ для производства сахара. Для обзора фотосинтеза, возьмите Фотосинтез Викторина.