Фотосинтез
Фотосинтез - это процесс, посредством которого растения и другие вещи делают пищу. Это эндотермический (принимает тепло) химический процесс, который использует солнечный свет, чтобы превратить углекислый газ в сахар, который клетка может использовать в качестве энергии. Помимо растений, многие виды водорослей, протистов и бактерий используют его для получения пищи. Фотосинтез очень важен для жизни на Земле. Исключение составляют некоторые организмы, которые непосредственно получают энергию от химических реакций; эти организмы называются химиоаутотрофами.
Фотосинтез может происходить разными способами, но есть некоторые части, которые являются общими.
6 CO2(g) + 6 H2O + фотоны → C6H12O6(aq) + 6 O2(g)
углекислый газ + вода + световая энергия → глюкоза + кислород
Углекислый газ поступает в лист через стоматы путем диффузии из атмосферы.
Вода поглощается из почвы корневыми волосковыми клетками, которые имеют увеличенную площадь поверхности для повышенного поглощения воды.
Фотосинтез происходит в Chloroplast (найденном в клетках листьев), которые содержат хлорофилл, зеленый пигмент, который поглощает светлую энергию. В листьях, клетки палисада имеют много хлоропластов для того чтобы захватить больше света. Таким образом, завод может сделать больше фотосинтеза.
Кислород является отходящим продуктом: он используется для дыхания или рассеивается обратно из листа через стоматы.
Глюкоза используется для дыхания (для высвобождения энергии в клетках). Она хранится в виде крахмала (который преобразуется обратно в глюкозу для дыхания в темноте). Глюкозу также можно преобразовывать в другие соединения для роста и размножения, например, в целлюлозу, нектар, фруктозу, аминокислоты и жиры.
Энергия из солнечного света, поглощенная корнями вода и углекислый газ из атмосферы вырабатывают глюкозу и кислород путем фотосинтеза.
Реакция
Фотосинтез имеет два основных набора реакций. Свето-зависимые реакции требуют света для работы; и свето-независимые реакции, которым свет не нужен для работы.
Светозависимая реакция
Световая энергия солнца используется для расщепления молекул воды (фотолиз). Солнечный свет попадает на хлоропласты в растении, вызывая расщепление воды ферментом. Вода, когда она разбивается, образует кислород, водород и электроны.
Водород вместе с электронами, возбужденными светом, преобразует NADP в NADPH, который затем используется в светонезависимых реакциях. Кислород рассеивается из растений как отходы фотосинтеза, а АТФ синтезируется из АДФ и неорганического фосфата. Все это происходит в гранах хлоропластов.
Светонезависимая реакция
В ходе этой реакции сахара образуются с использованием углекислого газа и продуктов легких зависимых реакций (АТФ и ПАВДФ), а также различных других химических веществ, присутствующих на заводе в цикле Кальвина. Поэтому светонезависимая реакция не может произойти без светонезависимой реакции. Двуокись углерода диффундирует в установку и вместе с химическими веществами, содержащимися в хлоропласте, АТФ и ПАВДФ, производится глюкоза, которая, в конце концов, транспортируется по установке путем транслокации.
Диаграмма хлоропласта
Ранняя эволюция
Первые фотосинтетические организмы, вероятно, появились в начале истории жизни. Они могли использовать восстановители, такие как водород или сероводород, в качестве источников электронов, а не воды. Позже появились цианобактерии, а образовавшийся у них избыток кислорода способствовал кислородной катастрофе. Это сделало возможной эволюцию сложной жизни.
Эффективность
На сегодняшний день средняя скорость фотосинтеза в мире составляет около 130 тераватт, что примерно в шесть раз больше, чем нынешняя мощность, используемая человеческой цивилизацией. Фотосинтетические организмы также преобразуют около 100-115 тысяч метрических тонн углерода в биомассу в год.
Связанные страницы
Вопросы и ответы
В: Что такое фотосинтез?
О: Фотосинтез - это процесс, используемый растениями и некоторыми микроорганизмами для превращения углекислого газа в сахара с помощью солнечного света. Он преобразует световую энергию в химическую.
В: Каковы продукты фотосинтеза?
О: Продуктами фотосинтеза являются углеводы, которые используются клетками в качестве энергии и для построения других молекул.
В: Как фотосинтез влияет на жизнь на Земле?
О: Фотосинтез жизненно важен для жизни на Земле, поскольку именно он привнес в атмосферу свободный кислород. Без него на Земле не было бы жизни.
В: Кто использует фотосинтез?
О: Зеленые растения, водоросли, протисты и некоторые бактерии используют фотосинтез. Некоторые организмы, получающие энергию в результате химических реакций, называются хемоавтотрофами и не используют фотосинтез.
В: Фотосинтез - это экзо- или эндотермическая реакция?
О: Фотосинтез - это эндотермическая реакция, то есть для ее протекания требуется тепло.
В: В какой вид энергии фотосинтез преобразует свет?
О: Фотосинтез преобразует световую энергию в химическую.
