Tabla de Contenidos
A fotoszintézis egy olyan biológiai folyamat, amely magában foglalja a növényekben végbemenő kémiai reakciók sorozatát, amelyek során a napenergiát felfogják, és kémiai energiává alakítják át cukrokká, amelyek az élethez szükséges egyéb biológiai folyamatokat táplálják. A napenergia egy olyan reakcióban kötődik meg, amely lényegében a szén-dioxid (CO 2 ) és a víz (H 2 O) egyesítése során glükózt (C 6 H 12 O 6 ) és oxigént (O 2 ) állít elő. A reakció sematikusan így foglalható össze: szén-dioxid + víz + napfény, glükózt + oxigént termel. A fotoszintézis alapegyenlete a következő.
6 CO 2 + 6 H 2 O + napenergia → C 6 H 12 O 6 + 6 O 2
Egy növényben a szén-dioxid a levegőből diffúzió útján jut be a levelek sztómáin keresztül. A víz a talajból a gyökereken keresztül beépül, és a xylemen keresztül a levelekhez jut, a kapillárison keresztül emelkedve. A napenergiát a levelekben lévő klorofill veszi fel. A fotoszintézis reakciók a növények kloroplasztiszában mennek végbe. A fotoszintetikus baktériumokban a fotoszintézis folyamata ott megy végbe, ahol a klorofill vagy egy rokon pigment található a plazmamembránban. A fotoszintézis által termelt oxigén a sztómán keresztül kerül a levegőbe.
A növények valójában nagyon kevés glükózt használnak fel. A glükózmolekulákat dehidratációs szintézissel kombinálják, így cellulóz keletkezik, amelyet a növény szerkezeti anyagként használ fel. A dehidratációs szintézist arra is használják, hogy a glükózt keményítővé alakítsák, amely vegyületeket a növények energia tárolására használnak.
a fotoszintézis közbenső termékei
A fotoszintézis kémiai egyenletének alapvető megfogalmazása kémiai folyamatok és reakciók sorozatát foglalja össze. Ezek a reakciók kétféle folyamatban fordulnak elő; a napfényt igénylő és a sötétben fellépő reakciók, amelyek nem függnek a fényenergia bevitelétől, és enzimek szabályozzák.
A napfényt elnyelő reakciók ezt az energiát használják fel az elektronok átvitelének mozgatására a kémiai reakciókban; ezek endoerg reakciók, és az energiaforrás a napfény. A legtöbb fotoszintetikus organizmus rögzíti a látható fényt, bár vannak olyanok, amelyek infravörös fényt használnak. E reakciók termékei az adenozin-trifoszfát (ATP ; C10H16N5O13P3 ) és a nikotinamid – adenin – dinukleotid – foszfát ( NADP ; C21H29N7O17P3 )). Növényi sejtekben a napfénytől függő reakciók a kloroplaszt tilakoid membránjában mennek végbe. A fényfüggő fotoszintetikus reakciók általános megfogalmazása az
2 H 2 O + 2 NADP + + 3 ADP + 3 P + fény → 2 NADPH + 2 H + + 3 ATP + O 2
ahol ADP jelentése adenozin-difoszfát; C10H15N5O10P2 . _ _ _ _ _ _ _ _ _ Ezek a reakciók alapvetően a napenergiát veszik fel az ADP ATP-vé történő átalakításához.
A napfény részvétele nélküli kémiai reakciókban az ATP és a NADPH csökkenti a szén-dioxidot, amely glükózzá alakul. A növényekben, algákban és cianobaktériumokban ezeket a reakciókat Calvin-ciklusnak nevezik. A baktériumok különböző reakciókat alkalmazhatnak, beleértve a fordított Krebs-ciklust is. A növényekben zajló nem fényfüggő fotoszintetikus reakciók általános megfogalmazása (Calvin-ciklus) az
3 CO 2 + 9 ATP + 6 NADPH + 6 H + → C 3 H 6 O 3 + 9 ADP + 9 P + 6 NADP + + 3 H 2 O
Ily módon a szén-dioxidban lévő szén a Calvin-cikluson keresztül szénhidráttá alakul.
A fotoszintézist befolyásoló tényezők
Mint minden kémiai reakcióban, a reagensek elérhetősége határozza meg a képződő termékek számát. A szén-dioxid vagy víz elérhetőségének korlátozása lelassítja a glükóz és az oxigén termelődését. Ezenkívül a reakciók sebességét befolyásolja a hőmérséklet és a közbenső reakciókban szükséges ásványi anyagok, például a foszfor (P) és a nitrogén (N) forrása.
A növény, vagy bármely más fotoszintetikus szervezet általános egészségi állapota szintén alapvető szerepet játszik a fotoszintézis folyamataiban. Az anyagcsere-reakciók sebességét részben a szervezet érettsége határozza meg, és az is befolyásolja, hogy virágzik-e vagy terem-e.
Források
- Bidlack, JE; Stern, KR; Jansky, S. (2003). Bevezetés a növénybiológiába . 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 JB et al. (2013). Campbell biológia . Benjamin Cummings. ISBN 978-0-321-77565-8.
