Dowiedz się więcej o formule fotosyntezy

Niektóre organizmy muszą wytworzyć energię potrzebną do przetrwania. Organizmy te są w stanie absorbować energię ze światła słonecznego i wykorzystywać ją do produkcji cukier i inne związki organiczne, takie jak lipidy i białka. Cukry są następnie wykorzystywane do dostarczania energii dla organizmu. Ten proces, zwany fotosyntezą, jest wykorzystywany przez organizmy fotosyntetyczne włącznie z rośliny, glonyi sinice.

Podczas fotosyntezy energia słoneczna jest przekształcana w energię chemiczną. Energia chemiczna jest magazynowana w postaci glukozy (cukru). Dwutlenek węgla, woda i światło słoneczne są wykorzystywane do produkcji glukozy, tlenu i wody. Równanie chemiczne dla tego procesu jest następujące:

6CO₂ + 12H₂O + światło → C₆H.₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O

Sześć cząsteczek dwutlenku węgla (6CO₂) i dwanaście cząsteczek wody (12H₂O) są zużywane w procesie, podczas gdy glukoza (C₆H.₁₂O₆), sześć cząsteczek tlenu (60₂) i sześć cząsteczek wody (6H₂O) są produkowane.

To równanie można uprościć, ponieważ: 6CO₂ + 6H₂O + światło → C₆H.₁₂O₆ + 6O₂.

U roślin fotosynteza zachodzi głównie w obrębie pozostawia. Ponieważ fotosynteza wymaga dwutlenku węgla, wody i światła słonecznego, wszystkie te substancje muszą być uzyskane przez liście lub przetransportowane na liście. Dwutlenek węgla jest uzyskiwany przez małe pory w liściach roślin zwane szparkami. Tlen jest również uwalniany przez aparaty szparkowe. Woda jest pobierana przez roślinę przez korzenie i dostarczana do liści przez naczyniowe systemy tkanek roślinnych. Światło słoneczne jest pochłaniane przez chlorofil, zielony pigment znajdujący się w nim komórka roślinna zwane strukturami chloroplasty. Chloroplasty to miejsca fotosyntezy. Chloroplasty zawierają kilka struktur, z których każda ma określone funkcje:

• Membrany zewnętrzne i wewnętrzne- pokrycia ochronne, które utrzymują zamknięte struktury chloroplastowe.
• Stroma—Zapachić płyn w chloroplastie. Miejsce konwersji dwutlenku węgla na cukier.
• Tylakoid—Płaszczone struktury membranowe podobne do worków. Miejsce konwersji energii świetlnej na energię chemiczną.
• Grana—Stosownie ułożone stosy woreczków tylakoidowych. Miejsca konwersji energii świetlnej na energię chemiczną.
• Chlorofil— Zielony pigment w obrębie chloroplastu. Pochłania energię świetlną.

Fotosynteza zachodzi w dwóch etapach. Etapy te nazywane są reakcjami świetlnymi i ciemnymi. Reakcje świetlne zachodzą w obecności światła. Ciemne reakcje nie wymagają bezpośredniego światła, jednak ciemne reakcje u większości roślin występują w ciągu dnia.

Lekkie reakcje występują głównie w stosach tylakoidów grana. Tutaj światło słoneczne jest przekształcane w energię chemiczną w postaci ATP (cząsteczka zawierająca darmową energię) i NADPH (cząsteczka o wysokiej energii przenoszącej elektrony). Chlorofil pochłania energię światła i rozpoczyna szereg etapów, w wyniku których powstaje ATP, NADPH i tlen (poprzez rozszczepianie wody). Tlen jest uwalniany przez aparaty szparkowe. Zarówno ATP, jak i NADPH są wykorzystywane w ciemnych reakcjach do produkcji cukru.

Mroczne reakcje występują w zrębie. Dwutlenek węgla przekształca się w cukier za pomocą ATP i NADPH. Proces ten znany jest jako utrwalanie węgla lub cykl Calvina. Cykl Calvina składa się z trzech głównych etapów: wiązania, redukcji i regeneracji węgla. W wiązaniu węgla dwutlenek węgla łączy się z cukrem 5-węglowym [rybulozo-1,5-bifosforan (RuBP)], tworząc cukier 6-węglowy. W etapie redukcji ATP i NADPH wytwarzane w lekkim etapie reakcji są wykorzystywane do przekształcania cukru 6-węglowego w dwie cząsteczki 3-węgla węglowodan3-fosforan aldehydu gliceralnego. 3-fosforan gliceraldehydu jest stosowany do wytwarzania glukozy i fruktozy. Te dwie cząsteczki (glukoza i fruktoza) łączą się, tworząc sacharozę lub cukier. Na etapie regeneracji niektóre cząsteczki 3-fosforanu gliceraldehydu łączy się z ATP i przekształca z powrotem w 5-węglowy cukier RuBP. Po zakończeniu cyklu RuBP można połączyć z dwutlenkiem węgla, aby rozpocząć cykl od nowa.

Podsumowując, fotosynteza jest procesem, w którym energia światła jest przekształcana w energię chemiczną i wykorzystywana do produkcji związków organicznych. U roślin fotosynteza zwykle zachodzi w obrębie chloroplastów znajdujących się w liściach roślin. Fotosynteza składa się z dwóch etapów: reakcji świetlnych i reakcji ciemnych. Reakcje świetlne przekształcają światło w energię (ATP i NADHP), a reakcje ciemne wykorzystują energię i dwutlenek węgla do produkcji cukru. Aby przejrzeć fotosyntezę, weź Quiz fotosyntezy.