Якщо тварини та люди отримують енергію від інших живих істот через їжу, рослини - це організми, здатні забезпечувати власну їжу. Цей процес називається фотосинтезом.
Одного разу ми дізналися, що саме хлорофіл у рослинах дозволяє їм фотосинтезувати. Фотосинтез - це процес анаболізму, це процес впорядкування або синтезу складних молекул з різних простих молекул. Отже, анаболізм також називають асиміляцією або синтезом. Окрім фотосинтезу, ще одним анаболічним процесом є хемосинтез.
Хоча хлорофіл мають лише деякі організми, процес фотосинтезу дуже важливий для екосистеми, оскільки рослини є основним джерелом всієї їжі на Землі. Сонячна енергія, уловлена автотрофними організмами, буде перероблятися в їжу. Фотосинтез також виділяє кисень в атмосферу, завдяки чому живі істоти, включаючи людей, можуть дихати.
Як відбувається фотосинтез?
Але як відбувається процес фотосинтезу? З назви, фото означає використання світла тимчасово синтез означає виробляти. Тобто прості молекули потім за допомогою сонячної енергії перетворюються на складні молекули.
Процес фотосинтезу перетворює вуглекислий газ та воду в енергію у вигляді вуглеводів та кисню за допомогою хлорофілу та сонячного світла.
(Читайте також: Знання характеристик та типів рослинних клітин)
Цей процес відбувається в зеленому листі, а саме в клітинах мезофілу. У клітинах мезофілу є хлоропласти, а в них - грана. Фотосинтез також відбувається в зелених стеблах і деяких частинах квітів.
На поверхні листя є півмільйона хлоропластів на квадратний метр. Вуглекислий газ потрапляє до хлоропластів через продихи, тоді як вода проходить по листкових жилках. Нижче наведена діаграма хлоропластів та їх органел.
(картина)
Фотосинтез може відбуватися лише в організмах, що мають хлорофіл. Хлорофіліпт - це рослинний пігмент, який міститься в хлоропластах і може бути у формі бактеріохлорофілу a, b, c, d, e та бактеріовіридину. Хлорофіл а і b зустрічаються лише у вищих рослин. У таблиці нижче наведені відмінності в хлорофілі а і b.
(таблиця)
Процес фотосинтезу включає дві послідовні серії реакцій, а саме світлову реакцію і темну реакцію. Як випливає з назви, світлозалежна реакція також називається реакцією Хілла. Тим часом темні реакції не залежать від світла і називаються циклом Кальвіна-Бенсона.
Етапи світлової реакції включають поглинання світла та транспорт електронів, розщеплення води та утворення високоенергетичного проміжного продукту АТФ (фотофосфорилювання). Результати світлової реакції потім використовуються в темній реакції, яка є біосинтетичною фазою.
Темна реакція є синтетичною частиною фотосинтезу, тобто утворення енергії відбувається в темряві. Темна реакція відбувається в стромі низкою каталізованих ферментів. Темна реакція фіксує CO2 і синтезу вуглеводів або цукру. Темна реакція також залежить від результатів світлової реакції, а саме АТФ і НАДФН.
Темна реакція також є способом фіксації вуглецю в темряві за допомогою проміжних сполук, які викликають утворення цукрів та крохмалів. Мелвін Кальвін та його колеги використовували радіоактивний CO-142 у фотосинтезі Clorella sp. (одноклітинні зелені водорості). Потім виявляється шлях фіксації вуглецю за допомогою радіоактивних методів трасування. Це, мабуть, відбувається у всіх фотосинтетичних рослинах. Ось діаграма темної реакції або циклу Кальвіна.
(діаграма)
