فتوسنتز نامی است که به مجموعه ای از واکنش های بیوشیمیایی که دی اکسید کربن و آب را به گلوکز و اکسیژن تغییر می دهد،فتوسنتز، به طور خلاصه، روند استفاده از آب، دی اکسید کربن و نور خورشید برای تولید گلوکز است. گیاهان و دیگر موجودات فتوسنتز تولید می شوند زیرا آنها می توانند کربوهیدرات ها را بدون نیاز به مصرف سایر ارگانیسم ها تولید کنند. فرایند فتوسنتز نیاز به ساختارهای سلولی خاصی به نام کلروپلاستها برای جذب انرژی از خورشید و تبدیل آن به انرژی شیمیایی دارد.
داده می شود. برای اطلاعات بیشتر در مورد این مفهوم جذاب فتوسنتز اینجا را کلیک کنید
گلوکز فقط غذا نیست.
در حالی که گلوکز قند برای انرژی مصرف می شود، اما اهداف دیگری نیز دارد. به عنوان مثال، گیاهان از گلوکز به عنوان یک بلوک ساختمان برای ساخت نشاسته برای ذخیره انرژی طولانی مدت و سلولز برای ساخت ساختار استفاده می کنند.
برگ ها به دلیل کلروفیل سبز هستند.
شایع ترین مولکول مورد استفاده برای فتوسنتز، کلروفیل است. گیاهان سبز هستند چرا که سلولهایشان حاوی مقادیر زیادی کلروفیل هستند. کلروفیل انرژی خورشیدی را جذب می کندواکنش بین دی اکسید کربن و آب را به وجود می آورد. رنگدانه آن سبز است چرا که طول موج های آبی و قرمز نور را جذب می کند و سبز را منعکس می کند .
کلروفیل تنها رنگدانه فتوسنتز نیست.
هنگامی که تولید کلروفیل کاهش می یابد، دیگر رنگدانه های برگ قابل مشاهده می شوند.
کلروفیل یک مولکول رنگدانه نیست بلکه یک خانواده از مولکول های وابسته است که ساختار مشابهی دارند. مولکولهای رنگدانه دیگر که جذب می کنند منعکس کننده طول موج های مختلف نور هستند.
گیاهان سبز هستند، زیرا بیشترین رنگدانه ددر آنها کلروفیل است، اما گاهی اوقات می توانید مولکول های دیگر را مشاهده کنید. در پاییز، و زمستان برگ ها کمتر کلروفیل کمتر تولید می کنند. با افزایش تولید کلروفیل، برگ تغییر رنگ می دهد. شما می توانید رنگ قرمز، بنفش و زردو دیگر رنگدانه های فتوسنتز را ببینید. جلبک ها معمولا رنگ های دیگر را نیز نمایش می دهند.
گیاهان فتوسنتز را در اندام های به نام کلرورپلاست انجام می دهند.
سلولهای یوکاریوتی مانند گیاهان حاوی ساختارهای محصور شده غشایی خاصی به نام اندامها هستند. کلروپلاستها و میتوکندریها دو نمونه از اندامهای بدن هستند. هر دو organellesاندام در تولید انرژی دخالت دارند.
Mitochondria میتوکندری تنفس بافت سلولی هوازی را بعهده دارد که از اکسیژن برای تولید آدنوزین تری فسفات (ATP) استفاده می کند. شکستن یک یا چند گروه فسفات خارج از مولکول انرژی را در یک گیاه آزاد می کند و سلول های حیوانی می توانند از آن استفاده کنند.
کلروپلاست شامل کلروفیل است که در فتوسنتز برای تولید گلوکز استفاده می شود. کلروپلاست حاوی ساختارهایی به نام گرانا و استروما است. به طور خلاصه، گرانا یک ساختار به نام تیلاکوئید تشکیل می دهد. گرانا و تیلاکوئیدthylakoid، جایی هستند که واکنش شیمیایی وابسته به نور رخ می دهد مایع در اطراف گرانا استروما نامیده می شود. این است که در آن واکنش های مستقل نور رخ می دهد. واکنش های مستقل نور گاهی اوقات "واکنش های تاریک" نامیده می شود، اما این فقط به معنی بی نیازی به نور نیست. واکنش ها ممکن است در حضور نور رخ دهد
مراحل فتوسنتز
مرحله اول فتوسنتز، انرژی را از خورشید گرفته تا مولکول های آب را تجزیه می کند.
واکنش های وابسته به نور، با جدا کردن هیدروژن و اتم های اکسیژن، انرژی را انتقال می دهند. الکترون ها از طریق زنجیره حمل و نقل الکترونی حرکت می کنند که در طی چندین پروتئین آنها منتقل می شود تا در نهایت ATP تولید شود، انرژی مورد استفاده در مرحله بعدی فتوسنتز.
مرحله دوم فتوسنتز چرخه کالوین است.
واکنش های مستقل نور از انرژی تولید شده در واکنش های وابسته به نور استفاده می کنند تا کربوهیدرات ها را در پروسه ای به نام چرخه کالوین نام گذاری کنند. یک مولکول کربن در یک زمان اضافه می شود. انرژی چرخه را ادامه می دهد تا روند را تکرار کند و مولکول های گلوکز حاوی شش کربن را ایجاد کند.
عدد سحر آمیز شش .
گلوکز یک قند ساده است، اما نسبت به دی اکسید کربن یا آب مولکول بزرگی است. شش مولکول دی اکسید کربن و شش مولکول آب برای ایجاد یک مولکول گلوکز و شش مولکول اکسیژن نیاز است. معادله شیمیایی متعادل برای واکنش کلی:
6CO2(g) + 6H2O(l) → C6H12O6 + 6O2(g)
فتوسنتز معکوس تنفس سلولی است.
هر دو فتوسنتز و تنفس سلولی مولکول هایی را برای انرژی استفاده می کنند. با این حال، فتوسنتز تولید گلوکز، که یک مولکول ذخیره انرژی است می کند تنفس سلولی گلوکزرا می گیرد و آن را تبدیل به یک فرم می کند که هر دو گیاه و حیوان می توانند استفاده کنند.
فتوسنتز نیاز به کربن دی اکسید و آب برای تولید گلوکز و اکسیژن دارد. تنفس سلولی از اکسیژن و قند برای آزاد کردن انرژی، دی اکسید کربن و آب استفاده می کند.
گیاهان و سایر موجودات فتوسنتزی هر دو مجموعه واکنش را انجام می دهند. در روز، اکثر گیاهان دی اکسید کربن و اکسیژن را آزاد می کنند.
به عبارت دیگر تنفس سلولی فرآیند استفاده از انرژی شیمیایی ذخیره شده در قندها است. واکنش تصویر آینه فتوسنتز است: گلوکز + اکسیژن، دی اکسید کربن + آب را تولید می کند. گیاهان مانند تمام موجودات زنده، از طریق تنفس سلولی به منظور دستیابی به رشد و تکثیر تولید انرژی می کنند.
گیاهان تنها موجوداتی نیستند که فتوسنتز را انجام می دهند.
زنبور سرخ شرقی (Vespa orientalis) برای تولید برق از فتوسنتز استفاده می کند.
موجودات زنده ای که ازنور برای انرژی مورد نیاز در تولید مواد غذایی خود استفاده می کنند،.در حالی که گیاهان شناخته شده ترین تولید کننده ها هستند، جلبک ها، سیانوباکتری ها و برخی از پروتئین ها نیز از طریق فتوسنتز قند را تولید می کنند.
اکثر مردم جلبک را می شناسند و دربرخی از موجودات تک سلولی نیز فتوسنتز صورت می گیرد، اما آیا می دانید برخی از حیوانات چند سلولی نیز وجود دارد؟ در بعضی از مصرف کنندگان فتوسنتز به عنوان منبع انرژی ثانویه است. به عنوان مثال، یک گونه از ماهیان دریایی (Elysia chlorotica)، کلرپلاستهای ارگانهای فتوسنتزی را از جلبکها دور می کند و آنها را به سلول های خود منتقل می کند. مرغ دریایی خالدار (Ambystoma maculatum) ، با استفاده از اکسیژن اضافی برای تامین میتوکندری دارای ارتباط همزیستی با جلبک است. زنبور سرخ (Vespa orientalis) از xanthoperin رنگدانه برای تبدیل نور به الکتریسیته استفاده می کند که به عنوان یک نوع سلول خورشیدی برای فعال کردن فعالیت شبانه استفاده می شود.
بیش از یک نوع فتوسنتز وجود دارد.
گیاهان CAM هنوز هم فتوسنتز را انجام می دهند، اما در طول شب تنها دی اکسید کربن را جذب می کنند.
واکنش کلی ورودی و خروجی فتوسنتز را توصیف می کند، اما گیاهان از مجموعه های مختلف واکنش برای رسیدن به این نتیجه استفاده می کنند. تمام گیاهان از دو مسیر کلی استفاده می کنند: واکنش های نور و واکنش های تاریک (چرخه کالوین).
"طبیعی" یا فتوسنتز C3 زمانی اتفاق می افتد که گیاهان مقدار زیادی آب موجود را داشته باشند. این مجموعه واکنش ها از آنزیم RuBP کربوکسیلاز برای واکنش با دی اکسید کربن استفاده می کند. این فرآیند بسیار کارآمد است زیرا هر دو واکنش نور و تاریکی می توانند به طور همزمان در یک سلول گیاهی ایجاد شوند.
در فتوسنتز C4، آنزیم PEP کربوکسیلاز به جای RuBP کربوکسیلاز استفاده می شود. این آنزیم مفید است وقتی که آب ممکن است کمیاب باشد، اما تمام واکنش های فتوسنتز در سلول های مشابه نمی توانند انجام شوند.
در متابولیسم اسید سولفات سدیم یا فتوسنتز CAM، دی اکسید کربن فقط در شب به گیاهان منتقل می شود، جایی که در حفره یا گودال (vacuoles )ذخیره می شود تا در روز مصرف شود. فتوسنتز CAM به گیاهان کمک می کند تا آب را حفظ کنند؛ زیرا منافذ برگ تنها در شب باز می شوند، زمانی که سردتر و مرطوب تر است. مزیت آن این است که گیاه می تواند از دی اکسید کربن ذخیره شده فقط گلوکز تولید کند. از آنجا که تولید گلوکز کم است، گیاهان بیابان با استفاده از فتوسنتز CAM تمایل زیادی به رشد دارند.
گیاهان برای فتوسنتز ساخته شده اند.
استوما یا منافذ تنفسی Stomataمانند درهای کوچک بر روی برگ ها است که عبور اکسیژن، دی اکسید کربن و آب را کنترل می کند.
ریشه گیاهان برای جذب آب طراحی شده اند و سپس توسط یک بافت عروقی خاص به نامآوند چوبی xylem حمل می شوند، بنابراین می توان در ساقه و برگ های فتوسنتزی موجود باشد. برگ حاوی سوراخ های خاصی به نام stomataمنافذ تنفسی است که کنترل جریان گاز را کاهش می دهد . برگها ممکن است دارای پوشش مومی باشند تا میزان تلفات آب کم شود.
فتوسنتز سیاره را قابل استفاده می کند..
ارگانیزم های فتوسنتزی اکسیژن را آزاد می کنند و کربن را احیا می کنند و به جو زمین نفس می دهند.
اکثر مردم آگاه هستند که حیوانات برای زنده ماندن نیاز به اکسیژن دارند، اما یکی دیگر از اجزای مهم این واکنش، تثبیت کربن است. موجودات فتوسنتز دی اکسید کربن را از هوا حذف می کنند. دی اکسید کربن به سایر ترکیبات ارگانیک تبدیل شده و از زندگی حمایت می کند. در حالی که حیوانات دی اکسید کربن، دیواره های کربنی، درختان و جلبک ها به عنوان یک حفره یا گودال برای کربن عمل می کنند و بیشترین عنصر را از هوا می گیرند.
فتوسنتز کلیدزندگی
فتوسنتز به مجموعه ای از واکنش های شیمیایی اشاره دارد که در آن انرژی خورشید دی اکسید کربن و آب را به گلوکز و اکسیژن تغییر می دهد.
نور خورشید اغلب توسط کلروفیل استفاده می شود که سبز است زیرا نور سبز را نشان می دهد. با این حال، رنگدانه های دیگر نیز کار می کنند.
گیاهان، جلبک ها، سیانوباکتری ها و برخی از پروتئین ها فتوسنتز را انجام می دهند. چند حیوان نیز فتوسنتزی می کنند.
فتوسنتز ممکن است مهمترین واکنش شیمیایی روی سیاره باشد زیرا اکسیژن را آزاد می کند و کربن را به دام می اندازد.
بیشتر بخوانید :
با جلبکها بیشتر آشنا شوید
چرا برگ درختان در پاییز تغییر رنگ می دهند
از بازدانگان چه می دانیم
از پنجه گرگیان چه می دانید
دم اسبیان
سرخس ها
فتوسنتز 1