Nors žmonės ir gyvūnai augalus ir kitus gyvūnus valgo kaip maistą, augalai gali gaminti maistą naudodami šviesą ir procesą, vadinamą fotosinteze. Fotosintezė yra procesas, kurio metu augalai gamina maistą naudodami anglies dioksidą, vandenį ir saulės šviesą.
Kas yra fotosintezė?
Fotosintezė gali būti didelis žodis, tačiau jį galima suskirstyti į du mažesnius žodžius: „foto“ir „sintezė“. Nuotrauka reiškia šviesą, o sintezė – sujungimą. Nors procesas gali būti sudėtingas, jį galima tiesiog parašyti tokia žodžio lygtimi:
Kaip vyksta fotosintezė
Fotosintezė vyksta augalų lapuose, kur ląstelėse gyvena chloroplastai. Yra du fotosintezės etapai. Pirmajam etapui reikia šviesos, o antrajam – ne. Kad suprastumėte fotosintezės procesą, turite daugiau sužinoti apie chloroplastus.
Chloroplastai
Kaip ir žmonės, augalai susideda iš tūkstančių ląstelių. Skirtingai nuo gyvūnų ląstelių, augalai turi ypatingą struktūrą, vadinamą chloroplastais, kur vyksta fotosintezė.
Chloroplastai yra mažytės ovalo formos dėmės, randamos augalų ląstelėse. Kartais augalų ląstelės turi tik keletą chloroplastų, o kiti užima visą ląstelės viduje esančią erdvę. Chloroplastai turi daug sluoksnių. Išorinis sluoksnis yra lygus, o chloroplasto viduje yra keletas svarbių dalių.
Chloroplasto viduje yra maišų, pilnų chlorofilo, rinkinys, vadinamas tilakoidais, kurie plūduriuoja skystyje, vadinamame stroma. Tylakoidai atrodo kaip blynų krūvos. Chlorofilas suteikia augalams žalią spalvą ir padeda augalams sugerti saulės šviesos energiją.
Pirmoji stadija: nuo šviesos priklausomos reakcijos
Pirmasis fotosintezės etapas vadinamas nuo šviesos priklausančių reakcijų etapu. Šis etapas vyksta chloroplastų tilakoiduose ir gali įvykti tik tada, kai yra saulės šviesos.
- Saulės šviesa patenka į chloroplastų chlorofilą ir sužadina elektronus.
- Sužadinti elektronai išsilaisvina iš chlorofilo.
- Kadangi vienas elektronas ką tik paliko chlorofilą, jį reikia pakeisti. Tilakoiduose vandens molekulė suskaidoma į deguonį (O2) ir vandenilio joną (H+).
- Tada laisvieji elektronai patiria cheminę reakciją, kad susidarytų ATP ir NADPH, kurie yra energijos molekulės, reikalingos antrajam fotosintezės etapui.
Antras etapas: Kalvino ciklas
Antrasis fotosintezės etapas, vadinamas Kalvino ciklu, vyksta chloroplastų stromoje. Kalvino ciklui nereikia saulės šviesos. Anglies dioksidas ir energija iš ATP ir NADPH sukuria gliukozę. Gliukozė yra paprastas cukrus, kurį augalai kaupia kaip energiją ir gali būti paverčiami kitais komponentais, pvz., krakmolu ir celiulioze, kurie yra svarbūs ląstelių struktūrai.
- Anglies dioksidas iš oro absorbuojamas per skylutes augalo lapuose.
- Anglies dioksido molekulė jungiasi su paprastu cukrumi, vadinamu RuBP.
- Keturių pakopų cheminės reakcijos metu anglies dioksidas ir RuBP molekulė susijungia su ATP ir NADPH nuo pirmojo etapo, kad sukurtų gliukozės molekulę.
Šis vaizdo įrašas parodo procesą nuo pradžios iki pabaigos:
Fotosintezė yra svarbi
Fotosintezė yra gyvybės Žemėje pagrindas. Žmogus negali gyventi be deguonies. Deguonis, kurį augalai gamina fotosintezės metu, patenka į orą, kuriuo žmonės kvėpuoja kiekvieną dieną. Įkvėpdami deguonies žmonės išskiria anglies dioksidą. Augalai fotosintezės procese naudoja anglies dioksidą. Taigi augalai yra atsakingi už deguonies ir anglies dioksido lygio ore pusiausvyrą. Be to, kai kurie augalai fotosintezės metu susidariusią gliukozę kaupia vaisiuose ir šaknyse. Kai kurie iš šių vaisių ir šaknų yra obuoliai, morkos, braškės ir kiti skanūs maisto produktai, kuriuos žmonės mėgsta valgyti.
