Τα 3 στάδια της φωτοσύνθεσης και τα χαρακτηριστικά της



Το στάδια της φωτοσύνθεσης Μπορούν να χωριστούν ανάλογα με την ποσότητα του ηλιακού φωτός που λαμβάνεται από το φυτό. Η φωτοσύνθεση είναι η διαδικασία με την οποία τα φυτά και τα φυτά τροφοδοτούνται. Αυτή η διαδικασία συνίσταται στη μετατροπή του φωτός σε ενέργεια, απαραίτητη για την επιβίωση.

Σε αντίθεση με τους ανθρώπους που χρειάζονται εξωτερικούς παράγοντες όπως τα ζώα ή τα λαχανικά για να επιβιώσουν, τα φυτά μπορούν να δημιουργήσουν τη δική τους τροφή μέσω της φωτοσύνθεσης.

Η λέξη φωτοσύνθεση αποτελείται από δύο λέξεις: φωτογραφία και σύνθεση. Η φωτογραφία σημαίνει μίγμα φωτός και σύνθεσης. Επομένως, αυτή η διαδικασία κυριολεκτικά συνίσταται στη μετατροπή του φωτός σε τρόφιμο. Οι οργανισμοί που είναι σε θέση να συνθέσουν ουσίες για να δημιουργήσουν τρόφιμα, καθώς και φυτά, άλγη και μερικά βακτήρια, αναφέρονται ως αυτοτροφοφόρα.

Η φωτοσύνθεση απαιτεί φως, διοξείδιο του άνθρακα και νερό. Το διοξείδιο του άνθρακα στον αέρα εισέρχεται στα φύλλα του φυτού χάρη στους πόρους που βρίσκονται σε αυτά. Από την άλλη πλευρά, το νερό απορροφάται από τις ρίζες και κινείται μέχρι να φθάσει στα φύλλα και το φως απορροφάται από τις χρωστικές των φύλλων.

Κατά τη διάρκεια αυτών των φάσεων, τα στοιχεία της φωτοσύνθεσης, το νερό και το διοξείδιο του άνθρακα εισέρχονται στο φυτό και τα προϊόντα φωτοσύνθεσης, οξυγόνου και ζάχαρης, αφήνουν το φυτό.

Φάσεις / Στάδια φωτοσύνθεσης

Πρώτον, η ενέργεια του φωτός απορροφάται από τις πρωτεΐνες που βρίσκονται στην χλωροφύλλη. Η χλωροφύλλη είναι μια χρωστική που υπάρχει στους ιστούς των πράσινων φυτών. συνήθως η φωτοσύνθεση συμβαίνει στα φύλλα, ειδικά στον ιστό που ονομάζεται μεσοφύλλιο.

Κάθε κύτταρο ιστού μεσοφυλλίων περιέχει οργανισμούς που ονομάζονται χλωροπλάστες. Αυτοί οι οργανισμοί σχεδιάζονται για να διεξάγουν φωτοσύνθεση. Σε κάθε χλωροπλάστη, οι δομές που ονομάζονται θυλακοειδή ομαδοποιούνται, οι οποίες περιέχουν χλωροφύλλη.

Αυτή η χρωστική απορροφά το φως, επομένως είναι ο κύριος υπεύθυνος για την πρώτη αλληλεπίδραση μεταξύ του φυτού και του φωτός

Στα φύλλα υπάρχουν μικροί πόροι που ονομάζονται stomata. Είναι υπεύθυνοι για τη διάδοση του διοξειδίου του άνθρακα στο εσωτερικό του μεσοφιλικού ιστού και για το διαφυγή του οξυγόνου στην ατμόσφαιρα. Έτσι, η φωτοσύνθεση συμβαίνει σε δύο στάδια: την ελαφρά φάση και τη σκοτεινή φάση.

Φωτεινή φάση

Αυτές οι αντιδράσεις εμφανίζονται μόνο όταν υπάρχει φως και εμφανίζεται στην θυλακοειδής μεμβράνη των χλωροπλαστών. Σε αυτή τη φάση, η ενέργεια που προέρχεται από το ηλιακό φως μετατρέπεται σε χημική ενέργεια. Αυτή η ενέργεια θα χρησιμοποιηθεί ως βενζίνη για τη συναρμολόγηση των μορίων γλυκόζης.

Ο μετασχηματισμός σε χημική ενέργεια συμβαίνει μέσω δύο χημικών ενώσεων: ΑΤΡ ή μορίου εξοικονόμησης ενέργειας και NADPH, το οποίο μεταφέρει μειωμένα ηλεκτρόνια. Κατά τη διάρκεια αυτής της διαδικασίας τα μόρια του νερού γίνονται το οξυγόνο που βρίσκουμε στο περιβάλλον.

Η ηλιακή ενέργεια μετατρέπεται σε χημική ενέργεια σε ένα πρωτεϊνικό σύμπλεγμα που ονομάζεται φωτοσύστημα. Υπάρχουν δύο φωτοσυστήματα, και τα δύο βρίσκονται μέσα στο χλωροπλάστη. Κάθε σύστημα φωτοσύνθεσης έχει πολλές πρωτεΐνες που περιέχουν ένα μείγμα μορίων και χρωστικών όπως χλωροφύλλη και καροτενοειδή για να καταστεί δυνατή η απορρόφηση του ηλιακού φωτός.

Με τη σειρά τους, οι χρωστικές των φωτοσυστημάτων λειτουργούν ως όχημα για την διοχέτευση της ενέργειας, καθώς μετακινούνται στα κέντρα αντίδρασης. Όταν το φως προσελκύει μια χρωστική, μεταφέρει ενέργεια σε μια κοντινή χρωστική ουσία. Αυτή η κοντινή χρωστική ουσία μπορεί επίσης να μεταδώσει αυτήν την ενέργεια σε κάποια άλλη κοντινή χρωστική ουσία και συνεπώς η διαδικασία επαναλαμβάνεται διαδοχικά.

Αυτές οι φάσεις φωτός αρχίζουν στο φωτοσύστημα II. Εδώ, η φωτεινή ενέργεια χρησιμοποιείται για να διαιρέσει το νερό.

Αυτή η διαδικασία απελευθερώνει ηλεκτρόνια, υδρογόνο και οξυγόνο. Τα ηλεκτρόνια που φορτίζονται με ενέργεια μεταφέρονται στο φωτοσύστημα I, όπου απελευθερώνεται το ATP. Στην οξυγονική φωτοσύνθεση το πρώτο ηλεκτρονικό δότη είναι το νερό και το οξυγόνο που δημιουργείται θα είναι απόβλητο. Διάφορα ηλεκτρόνια δότη χρησιμοποιούνται στην ανοογονική φωτοσύνθεση.

Στην ελαφριά φάση, η φωτεινή ενέργεια συλλαμβάνεται και αποθηκεύεται προσωρινά στα χημικά μόρια των ΑΤΡ και NADPH. Το ATP θα διασπαστεί για να απελευθερώσει ενέργεια και το NADPH θα δωρίσει τα ηλεκτρόνια του για να μετατρέψει τα μόρια του διοξειδίου του άνθρακα σε σάκχαρα.

Σκοτεινή φάση

Στη σκοτεινή φάση, το διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα δεσμεύεται να τροποποιηθεί όταν προστίθεται υδρογόνο στην αντίδραση.

Έτσι, αυτό το μίγμα θα σχηματίσει υδατάνθρακες που θα χρησιμοποιηθούν από το φυτό ως τρόφιμο. Ονομάζεται σκοτεινή φάση επειδή το φως δεν είναι άμεσα απαραίτητο για να λάβει χώρα. Ωστόσο, παρόλο που το φως δεν είναι απαραίτητο για να πραγματοποιηθούν αυτές οι αντιδράσεις, αυτή η διαδικασία απαιτεί το ATP και το NADPH που δημιουργούνται στην ελαφρά φάση.

Αυτή η φάση εμφανίζεται στο στρώμα των χλωροπλαστών. Το διοξείδιο του άνθρακα εισέρχεται στο εσωτερικό των φύλλων μέσω του στρώματος του χλωροπλάστη. Τα άτομα άνθρακα χρησιμοποιούνται για την κατασκευή σάκχαρα. Η διαδικασία αυτή διεξάγεται χάρη στο ATP και το NADPH που σχηματίστηκαν στην προηγούμενη αντίδραση.

Αντιδράσεις της σκοτεινής φάσης

Πρώτον, ένα μόριο διοξειδίου του άνθρακα συνδυάζεται με ένα μόριο υποδοχέα άνθρακα που ονομάζεται RuBP, καταλήγοντας σε μια ασταθή ένωση 6-άνθρακα.

Αμέσως η ένωση αυτή χωρίζεται σε δύο μόρια άνθρακα που λαμβάνουν ενέργεια από την ΑΤΡ και παράγουν δύο μόρια που ονομάζονται BPGA.

Στη συνέχεια, ένα ηλεκτρονικό NADPH συνδυάζεται με κάθε ένα από τα μόρια BPGA για να σχηματίσει δύο μόρια G3P.

Αυτά τα μόρια G3P θα χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία γλυκόζης. Μερικά μόρια G3P θα χρησιμοποιηθούν επίσης για την ανασύσταση και αποκατάσταση του RuBP, που είναι απαραίτητα για να συνεχιστεί ο κύκλος.

Σημασία της φωτοσύνθεσης

Η φωτοσύνθεση είναι σημαντική επειδή παράγει τρόφιμα για φυτά και οξυγόνο. Χωρίς τη φωτοσύνθεση, δεν θα ήταν δυνατό να καταναλώσουμε πολλά φρούτα και λαχανικά απαραίτητα για τη διατροφή των ανθρώπων. Επίσης, πολλά ζώα που καταναλώνουν ανθρώπους δεν θα μπορούσαν να επιβιώσουν χωρίς να τρέφονται με φυτά.

Από την άλλη πλευρά, το οξυγόνο που παράγεται από τα φυτά είναι απαραίτητο, ώστε όλη η ζωή στη Γη, συμπεριλαμβανομένων των ανθρώπων, να μπορεί να επιβιώσει. Η φωτοσύνθεση είναι επίσης υπεύθυνη για τη διατήρηση σταθερών επιπέδων οξυγόνου και διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Χωρίς τη φωτοσύνθεση, η ζωή στη Γη δεν θα ήταν δυνατή.

Αναφορές

  1. Ανοίξτε το Stax. Επισκόπηση της φωτοσύνθεσης. (2012). Πανεπιστήμιο Ράις. Ανακτήθηκε από: cnx.org.
  2. Farabee, MJ. Φωτοσύνθεση. (2007). Estrella Mountain Community College. Ανακτήθηκε από: 2.estrellamountain.edu.
  3. "Φωτοσύνθεση" (2007). McGraw Hill Εγκυκλοπαίδεια Επιστήμης και Τεχνολογίας, 10η έκδ. Τόμος 13. Ανακτήθηκε από: en.wikipedia.org.
  4. Εισαγωγή στη φωτοσύνθεση. (2016). KhanAcademy Ανακτήθηκε από: khanacademy.org.
  5. "Διαδικασίες των Ανεξαρτημένων Αντιδράσεων" (2016). Απεριόριστη Βιολογία Ανάκτηση από: boundless.com.
  6. Berg, J. Μ., Tymoczko, J.L και Stryer, L. (2002). "Αξεσουάργιαχρήματαχρησιμοποιούμεναένατεργατικάκέντρα" Βιοχημεία. Ανακτήθηκε από: ncbi.nlm.nih.gov.
  7. Koning, R.E (1994) "Κύκλος Calvin". Ανακτήθηκε από: plantphys.info.
  8. Φωτοσύνθεση σε φυτά. ΦωτοσύνθεσηΕκπαίδευση. Ανακτήθηκε από: photosynthesiseducation.com.
  9. "Τι θα έπρεπε να κάνει η φωτοσύνθεση;" Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνιας, Σάντα Μπάρμπαρα. Ανακτήθηκε από: scienceline.ucsb.edu.