Tabla de Contenidos
Fotosynteesi on biologinen prosessi, joka sisältää joukon kemiallisia reaktioita kasveissa, joissa ne sieppaavat aurinkoenergiaa ja muuttavat sen kemialliseksi energiaksi sokereiksi, jotka sitten ruokkivat muita elämälle välttämättömiä biologisia prosesseja. Aurinkoenergia otetaan talteen reaktiossa, jossa hiilidioksidi (CO 2 ) ja vesi (H 2 O) yhdistyvät olennaisesti glukoosin (C 6 H 12 O 6 ) ja hapen (O 2 ) tuottamiseksi . Kaavamaisesti reaktio voidaan tiivistää seuraavasti: hiilidioksidi + vesi + auringonvalo, tuottaa glukoosia + happea. Fotosynteesin perusyhtälö on seuraava.
6 CO 2 + 6 H 2 O + aurinkoenergia → C 6 H 12 O 6 + 6 O 2
Kasveissa hiilidioksidi pääsee ilmasta diffuusiona lehtien stomien kautta. Vesi imeytyy maaperästä juurien kautta ja kuljetetaan lehdille ksyleemin kautta noustaen kapillaarisesti. Auringon energia imeytyy lehtien klorofylliin. Fotosynteesireaktioita tapahtuu kasvien kloroplasteissa. Fotosynteettisissä bakteereissa fotosynteesiprosessi tapahtuu, kun klorofylli tai siihen liittyvä pigmentti sijaitsee plasmakalvossa. Fotosynteesin tuottama happi vapautuu ilmaan stomatan kautta.
Kasvit käyttävät todella vähän glukoosia. Glukoosimolekyylit yhdistetään dehydraatiosynteesillä muodostamaan selluloosaa, jota kasvi käyttää rakennemateriaalina. Dehydraatiosynteesiä käytetään myös glukoosin muuntamiseen tärkkelykseksi, yhdisteiksi, joita kasvit käyttävät energian varastointiin.
fotosynteesin välituotteet
Fotosynteesin kemiallisen yhtälön perusmuotoilu tiivistää sarjan kemiallisia prosesseja ja reaktioita. Nämä reaktiot tapahtuvat kahden tyyppisissä prosesseissa; reaktiot, jotka vaativat auringonvaloa ja reaktiot, jotka voivat tapahtua pimeässä, eivät ole riippuvaisia valoenergian syötöstä ja ovat entsyymien ohjaamia.
Auringonvaloa absorboivat reaktiot käyttävät tätä energiaa elektronien siirtoon kemiallisissa reaktioissa; ne ovat endoergisiä reaktioita ja energianlähde on auringonvalo. Useimmat fotosynteettiset organismit vangitsevat näkyvää valoa, vaikka jotkut käyttävät infrapunavaloa. Näiden reaktioiden tuotteet ovat adenosiinitrifosfaatti (ATP; C 10 H 16 N 5 O 13 P 3 ) ja nikotiiniamidi-adeniinidinukleotidifosfaatti (NADP; C 21 H 29 N 7 O 17 P 3 )). Kasvisoluissa auringonvalosta riippuvaisia reaktioita tapahtuu kloroplastin tylakoidikalvossa. Valosta riippuvaisten fotosynteettisten reaktioiden yleinen muotoilu on
2 H 2 O + 2 NADP + + 3 ADP + 3 P + kevyt → 2 NADPH + 2 H + + 3 ATP + O 2
jossa ADP on adenosiinidifosfaatti; C10H15N5O10P2 . _ _ _ _ _ _ _ _ _ Nämä reaktiot periaatteessa sieppaavat aurinkoenergiaa ADP:n muuntamiseksi ATP:ksi.
Kemiallisissa reaktioissa ilman auringonvaloa ATP ja NADPH vähentävät hiilidioksidia, joka muuttuu glukoosiksi. Kasveissa, levissä ja syanobakteereissa näitä reaktioita kutsutaan Calvin-sykliksi. Bakteerit voivat käyttää erilaisia reaktioita, mukaan lukien käänteinen Krebsin kierto. Valosta riippumattomien fotosynteettisten reaktioiden yleinen formulaatio kasveissa (Calvin-sykli) on
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
Tällä tavalla hiilidioksidin hiili muuttuu hiilihydraateiksi Calvin-syklin kautta.
Fotosynteesiin vaikuttavat tekijät
Kuten kaikissa kemiallisissa reaktioissa, lähtöaineiden saatavuus määrää muodostuvien tuotteiden määrän. Hiilidioksidin tai veden saatavuuden rajoittaminen hidastaa glukoosin ja hapen tuotantoa. Lisäksi reaktioiden nopeuteen vaikuttaa lämpötila ja välireaktioissa mahdollisesti tarvittavien mineraalien, kuten fosforin (P) ja typen (N), saatavuus.
Kasvin tai minkä tahansa muun fotosynteettisen organismin yleisellä terveydellä on myös perustavanlaatuinen rooli fotosynteesiprosesseissa. Aineenvaihduntareaktioiden nopeus määräytyy osittain organismin kypsyyden mukaan, ja se vaikuttaa myös siihen, onko se kukkiva vai kantaako hedelmää.
Lähteet
- Bidlack, JE; Stern, KR; Jansky, S. (2003). Johdatus kasvibiologiaan . New York: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-290941-8.
- Blankenship, R.E. (2014). Molecular Mechanisms of Photosynthesis (2. painos). John Wiley & Sons. ISBN 978-1-4051-8975-0.
- Reece JB et ai. (2013). Campbellin biologia . Benjamin Cummings. ISBN 978-0-321-77565-8.