Մինչ մարդիկ և կենդանիները ուտում են բույսեր և այլ կենդանիներ որպես սնունդ, բույսերը կարող են իրենց սնունդը պատրաստել լույսի միջոցով և ֆոտոսինթեզ կոչվող գործընթացի միջոցով: Ֆոտոսինթեզն այն գործընթացն է, որի ընթացքում բույսերը սնունդ են պատրաստում ածխաթթու գազի, ջրի և արևի լույսի միջոցով։
Ի՞նչ է ֆոտոսինթեզը
Ֆոտոսինթեզը կարող է մեծ բառ լինել, բայց այն կարելի է բաժանել երկու փոքր բառերի՝ «լուսանկար» և «սինթեզ»: Լուսանկարը նշանակում է լույս, իսկ սինթեզը նշանակում է միասին: Թեև գործընթացը կարող է բարդ լինել, այն կարելի է պարզապես գրել հետևյալ բառային հավասարմամբ.
Ինչպես է տեղի ունենում ֆոտոսինթեզ
Ֆոտոսինթեզը տեղի է ունենում բույսերի տերևներում, որտեղ քլորոպլաստները ապրում են բջիջներում: Ֆոտոսինթեզի երկու փուլ կա. Առաջին փուլին լույս է պետք, իսկ երկրորդը՝ ոչ։ Նախքան ֆոտոսինթեզի գործընթացը հասկանալը, դուք պետք է ավելին հասկանաք քլորոպլաստների մասին:
Քլորոպլաստներ
Ինչպես մարդիկ, բույսերը կազմված են հազարավոր բջիջներից։ Ի տարբերություն կենդանական բջիջների՝ բույսերն ունեն հատուկ կառուցվածք՝ քլորոպլաստներ, որտեղ տեղի է ունենում ֆոտոսինթեզ։
Քլորոպլաստները օվալաձև փոքրիկ բլիթներ են, որոնք հայտնաբերված են բույսերի բջիջներում: Երբեմն բույսերի բջիջները ունեն միայն մի քանի քլորոպլաստներ, մինչդեռ մյուսները զբաղեցնում են բջջի ներսում գտնվող ամբողջ տարածքը:Քլորոպլաստներն ունեն բազմաթիվ շերտեր։ Արտաքին շերտը հարթ է, մինչդեռ քլորոպլաստի ներսը պարունակում է մի քանի կարևոր կտոր։
Քլորոպլաստի ներսում կա քլորոֆիլով լի պարկեր, որոնք կոչվում են թիլաոիդներ, որոնք լողում են ստրոմա կոչվող հեղուկում: Թիլակոիդները նման են նրբաբլիթների կույտերի: Քլորոֆիլը բույսերին տալիս է կանաչ գույն և օգնում է բույսերին կլանել էներգիան արևի լույսից։
Փուլ Առաջին. Լույսից կախված ռեակցիաներ
Ֆոտոսինթեզի առաջին փուլը կոչվում է լույսից կախված ռեակցիաների փուլ։ Այս փուլը տեղի է ունենում քլորոպլաստների թիլաոիդներում և կարող է տեղի ունենալ միայն արևի լույսի առկայության դեպքում:
- Արևի լույսը հարվածում է քլորոպլաստների քլորոֆիլին և գրգռում էլեկտրոնները։
- Հուզված էլեկտրոններն ազատվում են քլորոֆիլից։
- Քանի որ մեկ էլեկտրոն պարզապես դուրս է եկել քլորոֆիլից, այն պետք է փոխարինվի: Ջրի մոլեկուլը բաժանվում է թթվածնի (O2) և ջրածնի իոնի (H+) թիլաոիդներում։
- Այնուհետև ազատ էլեկտրոնները ենթարկվում են քիմիական ռեակցիայի՝ ստեղծելով ATP և NADPH, որոնք երկուսն էլ էներգիայի մոլեկուլներ են, որոնք անհրաժեշտ են ֆոտոսինթեզի երկրորդ փուլի համար:
Փուլ Երկրորդ. Կալվինի ցիկլը
Ֆոտոսինթեզի երկրորդ փուլը, որը կոչվում է Կալվինի ցիկլ, տեղի է ունենում քլորոպլաստների ստրոմայում։ Արևի լույսը անհրաժեշտ չէ Կալվին ցիկլի համար: Ածխածնի երկօքսիդը և էներգիան ATP-ից և NADPH-ից ստեղծում են գլյուկոզա: Գլյուկոզան պարզ շաքար է, որը բույսերը կուտակում են որպես էներգիա և կարող են վերածվել այլ բաղադրիչների, ինչպիսիք են օսլան և ցելյուլոզը, որոնք կարևոր են բջիջների կառուցվածքի համար:
- Օդից ածխաթթու գազը ներծծվում է բույսի տերևների անցքերով։
- Ածխածնի երկօքսիդի մոլեկուլը կապվում է RuBP կոչվող պարզ շաքարի հետ:
- Չորս քայլանոց քիմիական ռեակցիայի միջոցով ածխաթթու գազը և RuBP մոլեկուլը առաջին փուլից միանում են ATP-ի և NADPH-ի հետ՝ ստեղծելով գլյուկոզայի մոլեկուլ։
Հետևյալ տեսանյութը ցույց է տալիս գործընթացը սկզբից մինչև վերջ.
ֆոտոսինթեզը կարևոր է
Ֆոտոսինթեզը Երկրի վրա կյանքի ողնաշարն է։ Մարդիկ չեն կարող ապրել առանց թթվածնի։ Ֆոտոսինթեզի ընթացքում բույսերի արտադրած թթվածինը թողարկվում է օդում, որը մարդիկ շնչում են ամեն օր: Երբ մարդիկ շնչում են թթվածին, նրանք արտազատում են ածխաթթու գազ: Բույսերը ֆոտոսինթեզի գործընթացում օգտագործում են ածխաթթու գազ։ Այսպիսով, բույսերը պատասխանատու են օդում թթվածնի և ածխաթթու գազի մակարդակների հավասարակշռման համար: Բացի այդ, որոշ բույսեր ֆոտոսինթեզի ընթացքում արտադրված գլյուկոզան պահում են մրգերում և արմատներում։ Այս մրգերից և արմատներից մի քանիսն են խնձորը, գազարը, ելակը և այլ համեղ ուտելիքներ, որոնք մարդիկ սիրում են ուտել։
