ความหมายและกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

หากสัตว์และมนุษย์ได้รับพลังงานจากสิ่งมีชีวิตอื่นผ่านอาหารพืชก็เป็นสิ่งมีชีวิตที่สามารถให้อาหารได้เอง กระบวนการนี้เรียกว่าการสังเคราะห์ด้วยแสง

ครั้งหนึ่งเราได้เรียนรู้ว่าคลอโรฟิลล์ในพืชเป็นสิ่งที่ช่วยให้พวกมันสังเคราะห์แสงได้ การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นกระบวนการของ anabolism ซึ่งเป็นกระบวนการจัดเรียงหรือสังเคราะห์โมเลกุลที่ซับซ้อนจากโมเลกุลที่เรียบง่ายต่างๆ ดังนั้น anabolism จึงเรียกอีกอย่างว่าการดูดซึมหรือการสังเคราะห์ นอกเหนือจากการสังเคราะห์ด้วยแสงแล้วกระบวนการอะนาโบลิกอีกอย่างหนึ่งคือการสังเคราะห์ทางเคมี

แม้ว่าสิ่งมีชีวิตบางชนิดเท่านั้นที่มีคลอโรฟิลล์ แต่กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงมีความสำคัญมากสำหรับระบบนิเวศเนื่องจากพืชเป็นแหล่งอาหารหลักทั้งหมดบนโลก พลังงานแสงอาทิตย์ที่จับโดยสิ่งมีชีวิตอัตโนมัติจะถูกแปรรูปเป็นอาหาร การสังเคราะห์ด้วยแสงยังปล่อยออกซิเจนสู่ชั้นบรรยากาศเพื่อให้สิ่งมีชีวิตรวมถึงมนุษย์สามารถหายใจได้

การสังเคราะห์แสงเกิดขึ้นได้อย่างไร?

แต่กระบวนการสังเคราะห์แสงเกิดขึ้นได้อย่างไร? จากชื่อภาพถ่ายหมายถึงการใช้แสงในขณะที่การสังเคราะห์หมายถึงการผลิต นั่นคือโมเลกุลธรรมดาจะถูกเปลี่ยนเป็นโมเลกุลเชิงซ้อนโดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์

กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงจะแปลงก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำให้เป็นพลังงานในรูปของคาร์โบไฮเดรตและออกซิเจนโดยใช้คลอโรฟิลล์และแสงแดด

(อ่านเพิ่มเติม: รู้จักลักษณะและประเภทของเซลล์พืช)

กระบวนการนี้เกิดขึ้นในใบไม้สีเขียวคือในเซลล์เมโซฟิลล์ ในเซลล์มีโซฟิลล์มีคลอโรพลาสต์และมีกราน่าอยู่ในเซลล์ การสังเคราะห์แสงยังเกิดขึ้นในลำต้นสีเขียวและบางส่วนของดอกไม้

บนผิวใบมีคลอโรพลาสต์ครึ่งล้านต่อตารางเมตร คาร์บอนไดออกไซด์ไปถึงคลอโรพลาสต์ผ่านปากใบขณะที่น้ำผ่านเส้นเลือดใบ ด้านล่างนี้เป็นแผนภูมิของคลอโรพลาสต์และออร์แกเนลล์

(ภาพ)

การสังเคราะห์ด้วยแสงสามารถเกิดขึ้นได้ในสิ่งมีชีวิตที่มีคลอโรฟิลล์เท่านั้น คลอโรฟิลล์เป็นรงควัตถุของพืชที่พบในคลอโรพลาสต์และอาจเป็นแบคเทอริโอคลอโรฟิลล์ a, b, c, d, e และแบคเทอริโอวิริดิน คลอโรฟิลล์ a และ b พบในพืชชั้นสูงเท่านั้น ตารางด้านล่างแสดงความแตกต่างของคลอโรฟิลล์ a และ b

(ตาราง)

กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาต่อเนื่องสองชุด ได้แก่ ปฏิกิริยาแสงและปฏิกิริยามืด ตามชื่อที่แนะนำปฏิกิริยาที่ขึ้นกับแสงเรียกอีกอย่างว่าปฏิกิริยาฮิลล์ ในขณะเดียวกันปฏิกิริยาที่มืดไม่ได้ขึ้นอยู่กับแสงและเรียกว่าวัฏจักรคาลวิน - เบนสัน

ขั้นตอนของปฏิกิริยาแสง ได้แก่ การดูดกลืนแสงและการขนส่งอิเล็กตรอนการแยกน้ำและการก่อตัวของตัวกลาง ATP พลังงานสูง (โฟโตฟอสฟอรัส) จากนั้นผลของปฏิกิริยาแสงจะถูกนำไปใช้ในปฏิกิริยามืดนั่นคือระยะสังเคราะห์ทางชีวภาพ

ปฏิกิริยามืดเป็นส่วนสังเคราะห์ของการสังเคราะห์ด้วยแสงซึ่งหมายความว่าการก่อตัวของพลังงานเกิดขึ้นในปฏิกิริยามืด ปฏิกิริยามืดเกิดขึ้นในสโตรมาโดยชุดของเอนไซม์ที่เร่งปฏิกิริยา ปฏิกิริยามืดแก้ไข CO 2และสังเคราะห์คาร์โบไฮเดรตหรือน้ำตาล ปฏิกิริยามืดยังขึ้นอยู่กับผลลัพธ์ของปฏิกิริยาแสงเช่น ATP และ NADPH

ปฏิกิริยาที่มืดยังเป็นเส้นทางสำหรับการตรึงคาร์บอนในที่มืดผ่านสารประกอบขั้นกลางที่ทำให้เกิดน้ำตาลและแป้ง Melvin Calvin และเพื่อนร่วมงานใช้กัมมันตภาพรังสี -14 CO 2ในการสังเคราะห์แสงของClorella sp. (สาหร่ายสีเขียวเซลล์เดียว) จากนั้นจะตรวจพบเส้นทางการตรึงคาร์บอนด้วยความช่วยเหลือของเทคนิคการติดตามกัมมันตภาพรังสี สิ่งนี้เกิดขึ้นในพืชสังเคราะห์แสงทุกชนิด นี่คือแผนภูมิของปฏิกิริยามืดหรือวัฏจักรของคาลวิน

(แผนภูมิ)