9.1: Что такое фотосинтез?
Фотосинтез является многоступенчатым биохимическим процессом, который происходит как в растениях, так и в некоторых бактериях. Он улавливает углекислый газ и солнечную энергию для производства глюкозы. Глюкоза хранит химическую энергию в виде углеводов. Общая биохимическая формула фотосинтеза составляет 6 CO2 и 6 H2O - Световая энергия - C6H12O6 и 6 O2. Фотосинтез высвобождает кислород в атмосферу и в значительной степени отвечает за поддержание содержания кислорода в атмосфере Земли.
Фотосинтетические реакции возникают в хлоропластах, специализированных мембранных отсеках в растительной клетке. Хлоропласты состоят из монетоподобных стопок тилакоидов. Один из таких стеков называется гранулой. Тилакоидные мембраны обогащаются хлорофиллом, зеленым пигментом, который придает растениям и особенно их листьям зеленый цвет. Молекула хлорофилла поглощает световую энергию в виде фотонов фиолетово-голубой, оранжевой и красной длин волн. Фотоны инициируют каскад, который питает реакции Фотосистемы II и Фотосистемы I, которые производят ATP и NADPH. Эти две молекулы затем используются для питания свето-независимых реакций Calvin цикла, которые происходят в строме хлоропласта для производства сложных углеводов.
Некоторые растения, такие как кукуруза и кактусы, которые растут в сухом, жарком климате, используют модифицированные процессы фиксации углерода дляпроизводства сахара, таких как пути C 4 и CAM. Эти климатические адаптации уменьшить фотореспирации-процесс, где фермент rubisco связывает O2 и сжигает сахар, а не производить его путем связывания CO2. Заводы CAM и C4 разделяют фиксацию CO2 и синтез глюкозы во времени, или с помощью специализированных отсеков клеток для обоих процессов.
