A fotoszintézis a növények által elvégzett kémiai reakciók sorozatának neve, amelyek a napból származó energiát kémiai energiává alakítják cukor formájában. Pontosabban, a növények a napfényből származó energiát használják a reakciókhoz szén-dioxid és víz cukor előállításához (szőlőcukor) és oxigén. Sok reakció fordul elő, de a fotoszintézis általános kémiai reakciója:
- 6 CO2 + 6 H2O + fény → C6H12O6 + 6 O2
- Szén-dioxid + víz + fény termel glükózt + oxigént
Egy növényben a szén-dioxid levélsztómákon keresztül jut be diffúzió. A víz felszívódik a gyökereken, és a xilémen keresztül a levelekhez szállítja. A napenergiát a levelekben a klorofill veszi fel. A fotoszintézis előfordulhatnak a növények kloroplasztjaiban. A fotoszintézisű baktériumokban az a folyamat zajlik, amikor a klorofill vagy egy rokon pigment beágyazódik a plazmamembránba. A fotoszintézis során képződött oxigén és víz kilép a sztómán.
Kulcs elvihető
- A fotoszintézis során a fényből nyert energiát a szén-dioxid és a víz glükózzá és oxigénné alakítja.
- 6 szén-dioxid és 6 vízmolekulához 1 glükózmolekulát és 6 oxigénmolekulát állítanak elő.
Valójában a növények nagyon kevés a glükózt fenntartják azonnali felhasználásra. A glükózmolekulákat dehidrációs szintézissel kombinálják, és cellulózt képeznek, amelyet szerkezeti anyagként használnak. A dehidrációs szintézist szintén felhasználják a glükóz keményítővé történő átalakítására, amelyet a növények az energia tárolására használnak.
A fotoszintézis közbenső termékei
Az összes vegyi anyag egyenlet a kémiai reakciók sorozatának összefoglalása. Ezek a reakciók két szakaszban fordulnak elő. A fényreakciók fényt igényelnek (mint gondolnád), míg a sötét reakciókat enzimek szabályozzák. Nem igénylik sötétség megjelenését - egyszerűen nem függnek a fénytől.
A fényreakciók elnyelik a fényt és felhasználják az energiát az elektronátvitelhez. A legtöbb fotoszintetikus organizmus a látható fényt elfogja, bár vannak olyanok, amelyek infravörös fényt használnak. Ezen reakciók termékei az adenozin-trifoszfát (ATP) és redukált nikotinamid-adenin-dinukleotid-foszfát (NADPH). A növényi sejtekben a fényfüggő reakciók a kloroplaszt tirolakoid membránban fordulnak elő. A fényfüggő reakciók általános reakciója:
- 2H2O + 2 NADP+ + 3 ADP + 3 Pén + fény → 2 NADPH + 2 H+ + 3 ATP + O2
A sötét szakaszban az ATP és a NADPH végső soron csökkenti a szén-dioxidot és más molekulákat. A levegőből származó szén-dioxid "rögzül" egy biológiailag használható formába, glükózba. A növényekben, algákban és cianobaktériumokban a sötét reakciókat Calvin-ciklusnak nevezik. A baktériumok különböző reakciókat alkalmazhatnak, beleértve a fordított reakciókat is Krebs-ciklus. A növény fénytől független reakciójának (Calvin-ciklus) általános reakciója:
- 3 CO2 + 9 ATP + 6 NADPH + 6 H+ → C3H6O3-foszfát + 9 ADP + 8 Pén + 6 NADP+ + 3 H2O
A szén rögzítése során a kalvin-ciklus háromszénterméke átalakul a végső szénhidráttermékké.
A fotoszintézis sebességét befolyásoló tényezők
Mint minden kémiai reakció, a reagensek rendelkezésre állása határozza meg a készíthető termékek mennyiségét. A szén-dioxid vagy a víz rendelkezésre állásának korlátozása lassítja a glükóz és az oxigén képződését. A reakciók sebességét szintén befolyásolja a hőmérséklet és az ásványi anyagok rendelkezésre állása, amelyekre szükség lehet a közbenső reakciók során.
A növény (vagy más fotoszintetikus szervezet) egészsége szintén szerepet játszik. A metabolikus reakciók sebességét részben a szervezet érettsége, valamint a virágzás vagy a gyümölcs termése határozza meg.
Mi a Nem a fotoszintézis terméke?
Ha egy vizsgálat során felmerül a kérdés a fotoszintézisről, felkérést kaphat arra, hogy azonosítsa a reakció termékeit. Nagyon könnyű, igaz? A kérdés másik formája az, hogy megkérdezzük, mi az nem a fotoszintézis terméke. Sajnos ez nem nyílt kérdés, amelyet könnyen meg lehet válaszolni a "vas", "autó" vagy "saját" kérdéssel anya. "Általában ez egy feleletválasztós kérdés, felsorolva azokat a molekulákat, amelyek reagensek vagy termékek fotoszintézis. A válasz bármely választás, kivéve a glükózt vagy az oxigént. A kérdés úgy is megfogalmazható, hogy megválaszolja, mi az nem a könnyű vagy a sötét reakciók terméke. Tehát érdemes megismerni az általános reagenseket és termékeket a fotoszintézis általános egyenletéhez, a fényreakciókhoz és a sötét reakciókhoz.
források
- Bidlack, J.E.; Stern, K.R.; Jansky, S. (2003). Bevezető növénybiológia. New York: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-290941-8.
- Blankenship, R.E. (2014). A fotoszintézis molekuláris mechanizmusai (2. kiadás). John Wiley & Sons. ISBN 978-1-4051-8975-0.
- Reece J.B., et al. (2013). Campbell Biology. Benjamin Cummings. ISBN 978-0-321-77565-8.