- Vad är fotosyntes?
- Typer av fotosyntes
- Fotosyntesegenskaper
- Fotosyntesekvationen
- Faser av fotosyntes
- Betydelsen av fotosyntes
Vi förklarar vad fotosyntes är, dess egenskaper, ekvationer och faser. Också varför det är viktigt för världens ekosystem.
Vad är fotosyntes?
Fotosyntes är den biokemiska process genom vilken växter, alger och bakterie fotosyntetisk omvandlare oorganiskt material (koldioxid och vatten) i organiskt material (socker), dra nytta av Energi kommer från solljus. Detta är huvudmekanismen för näring av alla autotrofa organismer som har klorofyll, som är det väsentliga pigmentet för fotosyntesprocessen.
Fotosyntes utgör en av de viktigaste biokemiska mekanismerna på planeten eftersom den involverar tillverkning av organiska näringsämnen som lagrar ljusenergi kommer från Sol likgiltig molekyler användbar (kolhydrater). Faktum är att namnet på denna process kommer från de grekiska rösterna Foto, "ljus och syntes, "Komposition".
Efter fotosyntes kan de syntetiserade organiska molekylerna användas som en källa till kemisk energi för att stödja vitala processer, såsom cellandning och andra reaktioner som är en del av ämnesomsättning av levande varelser.
För att utföra fotosyntes krävs närvaro av klorofyll, ett pigment som är känsligt för solljus, vilket ger växter och alger deras karakteristiska gröna färg. Detta pigment finns i kloroplaster, cellulära organeller av olika storlekar som är typiska för grönsaksceller, särskilt bladcellerna (av löven). Kloroplaster innehåller en uppsättning av protein Y enzymer som tillåter utvecklingen av komplexa reaktioner som är en del av fotosyntesprocessen.
Fotosyntesprocessen är avgörande för ekosystem och för liv som vi känner dem, eftersom det tillåter skapandet och cirkulationen av organiskt material och fixering av oorganiskt material. Dessutom, under syrehaltig fotosyntes, produceras det syre som de flesta levande varelser behöver för sin produktion. andas.
Typer av fotosyntes
Två typer av fotosyntes kan särskiljas, beroende på de ämnen som används av kroppen för att utföra reaktionen:
- Oxygenisk fotosyntes. Det kännetecknas av användningen av Vatten (H2O) för reduktion av koldioxid (CO2) förbrukas. I denna typ av fotosyntes produceras inte bara användbara sockerarter för kroppen, utan även syre (O2) erhålls som en produkt av reaktionen. Växter, alger och cyanobakterier utför syrehaltig fotosyntes.
- Oxygenisk fotosyntes. Kroppen använder inte vatten för att minska koldioxiden (CO2), utan använder istället solljus för att bryta ner vätesulfid (H2S) eller vätgas (H2) molekyler. Denna typ av fotosyntes producerar inte syre (O2) utan frigör istället svavel som en produkt av reaktionen. Oxygenisk fotosyntes utförs av de så kallade gröna och lila svavelbakterierna, som innehåller fotosyntetiska pigment grupperade under namnet bakterioklorofyller, som skiljer sig från växternas klorofyll.
Fotosyntesegenskaper
Hos växter och alger sker fotosyntesen i organeller som kallas kloroplaster.
I stort sett kännetecknas fotosyntes av följande:
- Det är en biokemisk process att dra fördel av solljus för att erhålla organiska föreningar, det vill säga syntesen av näringsämnen från oorganiska element som vatten (H2O) och koldioxid (CO2).
- Det kan utföras av olika autotrofa organismer, så länge de har fotosyntetiska pigment (det viktigaste är klorofyll). Det är processen för näring av växter (både terrestra och vattenlevande), alger, växtplankton, fotosyntetiska bakterier. Några få djur är kapabla till fotosyntes, inklusive havssnigeln Elysia chlorotica och den fläckiga salamandern Ambystoma maculatum (den senare gör det tack vare symbios med en tång).
- Hos växter och alger sker fotosyntesen i specialiserade organeller som kallas kloroplaster, i vilka klorofyll finns. Fotosyntetiska bakterier har också klorofyll (eller andra analoga pigment), men de har inga kloroplaster.
- Det finns två typer av fotosyntes, beroende på vilket ämne som används för att fixera kolet från koldioxid (CO2). Oxygenisk fotosyntes använder vatten (H2O) och producerar syre (O2), som släpps ut i den omgivande miljön. Oxygenisk fotosyntes använder svavelväte (H2S) eller vätgas (H2), och producerar inte syre utan frigör istället svavel.
- Sedan antikens Grekland postulerades redan förhållandet mellan solljus och växter. Framsteg i studien och förståelsen av fotosyntes började dock få betydelse tack vare bidragen från en rad forskare från 1700-, 1800- och 1900-talen. Till exempel var den förste som demonstrerade genereringen av syre i växter den engelske prästen Joseph Priestley (1732-1804) och den förste som formulerade den grundläggande fotosyntesekvationen var den tyske botanikern Ferdinand Sachs (1832-1897). Senare, den biokemiska Amerikanen Melvin Calvin (1911-1997), gjorde ytterligare ett enormt bidrag och klargjorde Calvin-cykeln (en av faserna av fotosyntesen), som gav honom Nobelpriset för Kemi år 1961.
Fotosyntesekvationen
Den allmänna ekvationen för syrehaltig fotosyntes är följande:
Det korrekta sättet att formulera denna ekvation kemiskt, det vill säga den balanserade ekvationen för denna reaktion, är som följer:
Faser av fotosyntes
Fotosyntes som en kemisk process sker i två olika stadier: ljusstadiet (eller ljus) och mörkerstadiet, så kallat eftersom endast det första är direkt involverat i närvaron av solljus (vilket inte betyder att det andra nödvändigtvis inträffar i mörker). ).
- Ljus eller fotokemiskt stadium. Under denna fas sker ljusberoende reaktioner inuti växten, det vill säga att växten fångar solenergi med hjälp av klorofyll och använder det för att producera ATP och NADPH. Allt börjar när klorofyllmolekylen kommer i kontakt med solstrålning och elektroner av dess yttre skal exciteras, vilket genererar en elektrontransportkedja (liknande elektricitet), som används för syntes av ATP (adenosintrifosfat) och NADPH (nikotinadenindinukleotidfosfat). Nedbrytningen av en vattenmolekyl i en process som kallas "fotolys" gör att en klorofyllmolekyl kan återta elektronen som den förlorade när den exciterades (exciteringen av flera klorofyllmolekyler krävs för att utföra ljusfasen). Som ett resultat av fotolysen av två vattenmolekyler bildas en syremolekyl som frigörs till atmosfär som en biprodukt av denna fas av fotosyntesen.
- Mörk eller syntetisk scen. Under denna fas, som äger rum i kloroplasternas matris eller stroma, använder växten koldioxid och drar fördel av de molekyler som genererats under det föregående steget (kemisk energi) för att syntetisera ämnen organiska ämnen genom en krets av mycket komplexa kemiska reaktioner som kallas Calvin-Benson cykel. Under denna cykel, och genom inblandning av olika enzymer, tidigare bildade ATP och NADPH, syntetiseras glukos från koldioxid som växten tar från atmosfären. Införlivandet av koldioxid i föreningar organiskt är känt som kolfixering.
Betydelsen av fotosyntes
Fotosyntes är en viktig och central process i biosfären av flera skäl. Den första och mest uppenbara är att den producerar syre (O2), en nödvändig gas för andning både i vatten och i vatten. luft. Utan växter, de flesta levande varelser (inklusive människa) de kunde helt enkelt inte överleva.
Å andra sidan, genom att absorbera det från den omgivande miljön fixerar växter koldioxid (CO2) och omvandlar det till organiskt material. Denna gas, som vi andas ut när vi andas, är potentiellt giftig om den inte hålls inom vissa gränser.
Eftersom växter använder koldioxid för att göra sin egen mat, minskningen av växtliv på planeten påverkar ökningen av denna gas i atmosfären, där den fungerar som ett medel för Global uppvärmning. Till exempel fungerar CO2 som en gas av växthuseffekt, förhindrar överskott värme som når Jorden strålar ut ur atmosfären. Det uppskattas att fotosyntetiska organismer varje år fixerar cirka 100 000 miljoner ton kol som organiska ämnen.