Fotosünteesi määratlus ja protsess

Kui loomad ja inimesed saavad toidu kaudu muudest elusolenditest energiat, on taimed organismid, kes on võimelised ise toitu pakkuma. Seda protsessi nimetatakse fotosünteesiks.

Kunagi saime teada, et taimede klorofüll on see, mis võimaldab neil fotosünteesida. Fotosüntees on anabolismi protsess, mis on keerukate molekulide korrastamine või sünteesimine erinevatest lihtsatest molekulidest. Seega nimetatakse anabolismi ka assimilatsiooniks või sünteesiks. Peale fotosünteesi on veel üks anaboolne protsess kemosüntees.

Kuigi klorofüll on ainult mõnel organismil, on fotosünteesiprotsess ökosüsteemi jaoks väga oluline, kuna taimed on kogu Maa toidu peamine allikas. Autotroofsete organismide püütud päikeseenergia töödeldakse toiduks. Fotosüntees vabastab atmosfääri ka hapnikku, nii et elusolendid, sealhulgas inimesed, saavad hingata.

Kuidas toimub fotosüntees?

Kuid kuidas toimub fotosünteesi protsess? Nime järgi tähendab foto valguse kasutamist, süntees aga tootmist. See tähendab, et lihtsad molekulid muudetakse seejärel päikeseenergiat kasutades keerukateks molekulideks.

Fotosünteesi protsess muudab süsinikdioksiidi ja vee energiaks süsivesikute ja hapniku kujul, kasutades klorofülli ja päikesevalgust.

(Loe ka: Tea taimerakkude omadusi ja tüüpe)

See protsess toimub rohelistes lehtedes, nimelt mesofüllirakkudes. Mesofüllirakkudes on kloroplastid ja neis grana. Fotosüntees toimub ka rohelistes vartes ja mõnes lilleosas.

Lehepinnal on pool miljonit kloroplasti ruutmeetri kohta. Süsinikdioksiid jõuab kloroplastidesse läbi stomata, vesi aga läbi lehesoonte. Allpool on diagramm kloroplastidest ja nende organellidest.

(pilt)

Fotosüntees saab toimuda ainult organismides, millel on klorofüll. Klorofüll on kloroplastides leiduv taimepigment ja see võib olla bakterioklorofüll a, b, c, d, e ja bakterioviridiin. Klorofülli a ja b leidub ainult kõrgemates taimedes. Allolevas tabelis on toodud klorofülli a ja b erinevused.

(tabel)

Fotosünteesiprotsess hõlmab kahte järjestikust reaktsioonide rida, nimelt hele reaktsioon ja tume reaktsioon. Nagu nimigi ütleb, nimetatakse valgusest sõltuvat reaktsiooni ka Hilli reaktsiooniks. Vahepeal ei sõltu tumedad reaktsioonid valgusest ja neile viidatakse kui Calvin-Bensoni tsüklile.

Valgusreaktsiooni etapid hõlmavad valguse neeldumist ja elektronide transporti, vee jagunemist ja suure energiaga ATP vaheühendi moodustumist (fotofosforüülimine). Valgusreaktsiooni tulemusi kasutatakse seejärel pimedas reaktsioonis, nimelt biosünteetilises faasis.

Tume reaktsioon on fotosünteesi sünteetiline osa, mis tähendab, et energia moodustumine toimub pimedas reaktsioonis. Tume reaktsioon toimub stroomas katalüüsitud ensüümide seeria abil. Tume reaktsioon fikseerib CO 2 ja sünteesib süsivesikuid või suhkruid. Tume reaktsioon sõltub ka valgusreaktsiooni tulemustest, nimelt ATP ja NADPH.

Tume reaktsioon on ka rada süsiniku fikseerimiseks pimedas vahesaaduste kaudu, mis põhjustavad suhkrute ja tärkliste moodustumist. Melvin Calvin ja tema kolleegid kasutasid Clorella sp. Fotosünteesis radioaktiivset 14 CO 2 . (üherakulised rohevetikad). Seejärel tuvastatakse süsiniku fikseerimise rada radioaktiivse jälgimise meetodite abil. See ilmneb ilmselt kõigis fotosünteesivates taimedes. Siin on diagramm pimedast reaktsioonist või Calvini tsüklist.

(diagramm)