Большая часть жизни на Земле зависит от фотосинтеза . Этот процесс осуществляется растениями, водорослями и некоторыми видами бактерий, которые улавливают энергию солнечного света для производства кислорода (O2) и химической энергии, хранящейся в глюкозе (сахаре). Затем травоядные получают эту энергию, поедая растения, а плотоядные получают ее, поедая травоядных .
Процесс
В процессе фотосинтеза растения поглощают углекислый газ (CO2) и воду (H2O) из воздуха и почвы. В растительной клетке вода окисляется, то есть теряет электроны, а углекислый газ восстанавливается, то есть приобретает электроны. Это превращает воду в кислород и углекислый газ в глюкозу . Затем растение выпускает кислород обратно в воздух и сохраняет энергию в молекулах глюкозы .
Хлорофилл
Внутри растительной клетки находятся небольшие органеллы , называемые хлоропластами , которые накапливают энергию солнечного света. Внутри тилакоидных мембран хлоропластов находится светопоглощающий пигмент, называемый хлорофиллом , который отвечает за придание растению зеленого цвета. Во время фотосинтеза хлорофилл поглощает энергию волн синего и красного света и отражает волны зеленого света, благодаря чему растение выглядит зеленым.
Светозависимые реакции против светонезависимых реакций
Хотя процесс фотосинтеза состоит из многих стадий, его можно разбить на две основные стадии: светозависимые реакции и светонезависимые реакции. Светозависимая реакция протекает внутри тилакоидной мембраны и требует постоянного потока солнечного света, отсюда и название светозависимая реакция . Хлорофилл поглощает энергию световых волн, которая преобразуется в химическую энергию в виде молекул АТФ и НАДФН . Светонезависимая стадия, известная также как цикл Кальвина , протекает в строме , пространстве между тилакоидными мембранами и хлоропластом.мембраны и не требует света, отсюда и название светонезависимая реакция . На этом этапе энергия молекул АТФ и НАДФН используется для сборки молекул углеводов, таких как глюкоза, из углекислого газа.
C3 и C4 фотосинтез
Однако не все формы фотосинтеза одинаковы. Существуют различные типы фотосинтеза , включая фотосинтез C3 и фотосинтез C4 . Фотосинтез C3 используется большинством растений. Он включает в себя образование трехуглеродного соединения , называемого 3-фосфоглицериновой кислотой, во время цикла Кальвина , которое превращается в глюкозу . Фотосинтез C4 , с другой стороны, производит четырехуглеродное промежуточное соединение, которое расщепляется на углекислый газ и трехуглеродное соединение .соединения в цикле Кальвина . Преимущество фотосинтеза C4 заключается в том, что, производя более высокие уровни углерода , он позволяет растениям расти в условиях без большого количества света или воды.