Tudjon meg többet a fotoszintézis képletről

Egyes szervezeteknek létre kell hozniuk a túléléshez szükséges energiát. Ezek az organizmusok képesek elnyelni a napfényből származó energiát, és előállítani cukor és más szerves vegyületek, például lipidek és fehérjék. A cukrokat ezután energiával látják el a szervezet számára. Ezt a fotoszintézisnek nevezett eljárást a fotoszintetikus organizmusok beleértve növények, algákés cianobaktériumok.

A fotoszintézis során a napenergia kémiai energiává alakul. A kémiai energiát glükóz (cukor) formájában tárolják. Szén-dioxidot, vizet és napfényt használnak glükóz, oxigén és víz előállítására. Ennek a folyamatnak a kémiai egyenlete:

6CO₂ + 12H₂O + fény → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O

Hat molekula szén-dioxid (6CO₂) és tizenkét molekula vizet (12H₂O) az eljárás során fogyasztódnak, míg a glükóz (C₆H₁₂O₆), hat oxigénmolekulát (6O₂) és hat vízmolekulával (6H₂O) előállítják.

Ez az egyenlet az alábbiak szerint egyszerűsíthető: 6CO₂ + 6H₂O + fény → C₆H₁₂O₆ + 6O₂.

A növényekben a fotoszintézis elsősorban a levelek. Mivel a fotoszintézishez szén-dioxid, víz és napfény szükséges, ezeket az anyagokat a levelekből kell előállítani, vagy a levelekbe kell szállítani. A széndioxidot apró pórusokon keresztül nyerik a növényi levelekben, úgynevezett sztómának. Az oxigén szintén felszabadul a sztómán keresztül. A vizet a növény a gyökereken keresztül nyeri el, és ezen keresztül továbbítja a levelekhez érrendszeri növényi szövetrendszerek. A napfényt a klorofill, egy zöld pigment abszorbeálja növényi sejt az úgynevezett struktúrák kloroplasztokat. A kloroplasztok a fotoszintézis helyei. A kloroplasztok több struktúrát tartalmaznak, amelyek mindegyike rendelkezik specifikus funkciókkal:

• Külső és belső membránok- védőburkolatok, amelyek a kloroplasztikus szerkezeteket bezárják.
• stroma—Nedvesítsen folyadékot a kloroplasztban. A szén-dioxid cukorré történő átalakulásának helye.
• tilakoid-—Melegített zsákszerű membránszerkezetek. A könnyű energia kémiai energiává történő átalakulásának helye.
• Grana—Könnyen rétegelt tylakoid zsákok. A könnyű energia kémiai energiává történő átalakulásának helyei.
• Klorofill- zöld pigment a kloroplasztban. Elnyeli a fény energiáját.

A fotoszintézis két szakaszban zajlik. Ezeket a szakaszokat könnyű és sötét reakcióknak nevezzük. A fényreakciók fény jelenlétében zajlanak. A sötét reakciókhoz nincs szükség közvetlen fényre, a sötét reakciók azonban a legtöbb növényben napközben fordulnak elő.

Könnyű reakciók leginkább a grana tylakoid halmazában fordulnak elő. Itt a napfény kémiai energiává alakul át ATP (szabad energiát tartalmazó molekula) és NADPH (nagy energiájú elektronhordozó molekula) formájában. A klorofill abszorbeálja a könnyű energiát, és elindítja a lépésláncot, amelynek eredményeként ATP, NADPH és oxigén képződik (a víz megosztása révén). Az oxigén a sztómán keresztül szabadul fel. Mind az ATP-t, mind a NADPH-t használják sötét reakciókban cukor előállításához.

Sötét reakciók előfordulhatnak a stromában. A szén-dioxidot ATP és NADPH segítségével cukorré alakítják. Ezt a folyamatot szén-rögzítésnek vagy a Calvin-ciklusnak nevezzük. A kalvin-ciklusnak három fő fázisa van: a szén rögzítése, redukciója és regenerálása. A szén rögzítésénél a szén-dioxidot öt széntartalmú cukorral [ribulóz1,5-bifoszfát (RuBP)] kombinálják, így 6 széncukor cukrot képeznek. A redukciós szakaszban a könnyű reakció szakaszában előállított ATP-t és NADPH-t használják a 6-széncukor két molekulává történő átalakítására 3-szénatomon szénhidrát, glicerin-aldehid-3-foszfát. A gliceráldehid-3-foszfátot használják glükóz és fruktóz előállításához. Ez a két molekula (glükóz és fruktóz) összekapcsolódik, hogy szacharózt vagy cukrot állítsanak elő. A regenerációs szakaszban néhány glicerin-aldehid-3-foszfát molekulát kombinálnak az ATP-vel és visszaváltják az 5 széntartalmú RuBP-cukorré. A ciklus befejezése után a RuBP szén-dioxiddal kombinálható, hogy a ciklus újra megkezdődjön.

Összefoglalva: a fotoszintézis egy olyan folyamat, amelynek során a fényenergiát kémiai energiává alakítják és szerves vegyületek előállítására használják. A növényekben a fotoszintézis általában a növénylevelekben található kloroplasztokban zajlik. A fotoszintézis két szakaszból áll: a könnyű és a sötét reakciókból. A könnyű reakciók a fényt energiává alakítják (ATP és NADHP), a sötét reakciók pedig az energiát és a széndioxidot használják cukor előállításához. A fotoszintézis felülvizsgálatához vegye fel a Fotoszintézis kvíz.