Научете за формулата за фотосинтеза

Някои организми трябва да създадат необходимата енергия, за да оцелеят. Тези организми са способни да абсорбират енергия от слънчевата светлина и да я използват за производството захар и други органични съединения като липиди и протеини. След това захарите се използват за осигуряване на енергия за организма. Този процес, наречен фотосинтеза, се използва от фотосинтетични организми включително растения, водораслии цианобактерии.

При фотосинтезата слънчевата енергия се преобразува в химическа енергия. Химическата енергия се съхранява под формата на глюкоза (захар). Въглеродният диоксид, водата и слънчевата светлина се използват за производството на глюкоза, кислород и вода. Химическото уравнение за този процес е:

6CO₂ + 12Н₂O + светлина → C₆Н₁₂О₆ + 6O₂ + 6Н₂О

Шест молекули въглероден диоксид (6CO₂) и дванадесет молекули вода (12Н₂О) се консумират в процеса, докато глюкозата (С₆Н₁₂О₆), шест молекули кислород (6O₂) и шест молекули вода (6Н₂О) са произведени.

Това уравнение може да бъде опростено като: 6CO₂ + 6Н₂O + светлина → C₆Н₁₂О₆ + 6O₂.

При растенията фотосинтезата се осъществява главно в рамките на листа. Тъй като фотосинтезата изисква въглероден диоксид, вода и слънчева светлина, всички тези вещества трябва да бъдат получени чрез или транспортирани до листата. Въглеродният диоксид се получава чрез малки пори в листата на растението, наречени устни. Кислородът също се отделя през стомасите. Водата се получава от растението чрез корените и се доставя в листата чрез съдови растителни тъканни системи. Слънчевата светлина се абсорбира от хлорофил, зелен пигмент, разположен в растителна клетка структури, наречени хлоропласти. Хлоропластите са местата на фотосинтеза. Хлоропластите съдържат няколко структури, всяка от които има специфични функции:

• Външни и вътрешни мембрани- защитни покрития, които поддържат затворени структури от хлоропласт.
• строма- гъста течност в хлоропласта. Мястото на превръщане на въглероден диоксид в захар.
• Thylakoid—Пластени сак-мембранни структури. Мястото на преобразуване на светлинната енергия в химическа енергия.
• Grana- плътно слоести купища тилакоидни торбички. Сайтове за преобразуване на светлинната енергия в химическа.
• хлорофил- зелен пигмент в хлоропласта. Абсорбира светлинната енергия.

Фотосинтезата протича на два етапа. Тези етапи се наричат ​​светлинни реакции и тъмни реакции. Светлинните реакции протичат в присъствието на светлина. Тъмните реакции не изискват пряка светлина, обаче тъмните реакции при повечето растения се проявяват през деня.

Леки реакции се срещат най-вече в тилакоидните купчини на граната. Тук слънчевата светлина се преобразува в химическа енергия под формата на ATP (молекула, съдържаща свободна енергия) и NADPH (високоенергийна молекула, пренасяща електрон). Хлорофилът поглъща светлината енергия и стартира верига от стъпки, които водят до производството на АТФ, НАДФХ и кислород (чрез разделяне на водата). Кислородът се отделя през стомасите. И ATP, и NADPH се използват в тъмни реакции за производство на захар.

Тъмни реакции възникват в стромата. Въглеродният диоксид се превръща в захар с помощта на ATP и NADPH. Този процес е известен като фиксация на въглерод или цикъл на Калвин. Цикълът на Калвин има три основни етапа: фиксиране, намаляване и регенериране на въглерод. При фиксирането на въглерода въглеродният диоксид се комбинира с 5-въглеродна захар [рибулоза1,5-бифосфат (RuBP)], създавайки 6-въглеродна захар. В етапа на редукция ATP и NADPH, получени в етапа на лека реакция, се използват за преобразуване на 6-въглеродна захар в две молекули на 3-въглерод въглехидрат, глицералдехид 3-фосфат. Глицералдехид 3-фосфат се използва за производството на глюкоза и фруктоза. Тези две молекули (глюкоза и фруктоза) се комбинират за получаване на захароза или захар. В етапа на регенерация някои молекули глицералдехид 3-фосфат се комбинират с АТФ и се превръщат обратно в 5-въглеродна захар RuBP. След завършване на цикъла, RuBP е на разположение, за да се комбинира с въглероден диоксид, за да започне цикъла отново.

В обобщение, фотосинтезата е процес, при който светлинната енергия се преобразува в химическа енергия и се използва за получаване на органични съединения. При растенията фотосинтезата обикновено се извършва в хлоропластите, разположени в листата на растенията. Фотосинтезата се състои от два етапа, светлинни реакции и тъмни реакции. Светлинните реакции превръщат светлината в енергия (ATP и NADHP), а тъмните реакции използват енергията и въглеродния диоксид за производството на захар. За преглед на фотосинтезата вземете Тест за фотосинтеза.