نحوه فتوسنتز گیاه

نحوه فتوسنتز گیاه

فتوسنتز فرآیندی است که طی آن گیاهان از نور خورشید آب و دی اکسید کربن برای تولید اکسیژن و انرژی به شکل قند استفاده می کنند.

برگ درخت سبز

برگ های گیاه سبز هستند, زیرا این رنگ بخشی از نور خورشید است که توسط رنگدانه ای در برگ ها به نام کلروفیل منعکس می شود.

بیشتر حیات روی زمین به فتوسنتز بستگی دارد که در این فرآیند توسط گیاهان و جلبک ها و برخی از انواع باکتری ها انجام می شود که انرژی را از نور خورشید برای تولید اکسیژن (O2) و انرژی شیمیایی ذخیره شده در گلوکز (یک قند) می گیرند.سپس علفخواران این انرژی را با خوردن گیاهان به دست می آورند و گوشتخواران آن را با خوردن گیاهخواران به دست می آورند.

فرآیند

در طی فتوسنتز، گیاهان دی اکسید کربن (CO2) و آب (H2O) را از هوا و خاک جذب می کنند و در داخل سلول گیاهی آب اکسیده می شود.به این معنی که الکترون از دست می دهد. در حالی که دی اکسید کربن کاهش می یابد، به این معنی که الکترون به دست می آورد. این آب را به اکسیژن و دی اکسید کربن را به گلوکز تبدیل می کند. سپس این گیاه اکسیژن را به هوا باز می‌گرداند و انرژی را در مولکول‌های گلوکز ذخیره می‌کند.

کلروفیل

داخل سلول گیاهی اندامک های کوچکی به نام کلروپلاست وجود دارد که انرژی نور خورشید را ذخیره می کند. و در غشاهای تیلاکوئید کلروپلاست رنگدانه ای به نام کلروفیل وجود دارد که نور را جذب می کند و مسئول دادن رنگ سبز به گیاه است.

در طول فتوسنتز کلروفیل انرژی امواج نور آبی و قرمز را جذب می کند و امواج نور سبز را منعکس می کند و باعث می شود گیاه سبز به نظر برسد.

نحوه فتوسنتز گیاه

در حالی که مراحل زیادی پشت فرآیند فتوسنتز وجود دارد می توان آن را به دو مرحله اصلی تقسیم کرد:

1. واکنش های وابسته به نور و واکنش های مستقل از نور واکنش وابسته به نور در غشای تیلاکوئید انجام می شود .
2. نیاز به جریان ثابت نور خورشید دارد از این رو واکنش وابسته به نور نامیده می شود

کلروفیل انرژی را از امواج نور جذب می کند که به شکل مولکول های ATP و NADPH به انرژی شیمیایی تبدیل می شود. مرحله مستقل از نور، همچنین به عنوان چرخه کالوین شناخته می شود. در استروما فضای بین غشای تیلاکوئید و غشای کلروپلاست انجام می شود و نیازی به نور ندارد.

به همین دلیل به آن واکنش مستقل از نور می گویند. در طول این مرحله، انرژی حاصل از مولکول‌های ATP و NADPH برای جمع‌آوری مولکول‌های کربوهیدرات، مانند گلوکز، از دی اکسید کربن استفاده می‌شود.

فتوسنتز C3 و C4

با این حال، همه اشکال فتوسنتز یکسان ایجاد نمی شوند. انواع مختلفی از فتوسنتز وجود دارد، از جمله فتوسنتز C3 و فتوسنتز C4. فتوسنتز C3 توسط اکثر گیاهان استفاده می شود. این شامل تولید یک ترکیب سه کربنه به نام اسید 3-فسفوگلیسریک در طول چرخه کالوین است که به گلوکز تبدیل می شود.

از طرف دیگر فتوسنتز C4 یک ترکیب میانی چهار کربنه تولید می کند. که در طول چرخه کالوین به دی اکسید کربن و یک ترکیب سه کربنه تقسیم می شود.

یکی از مزایای فتوسنتز C4 این است که با تولید سطوح بالاتر کربن، به گیاهان اجازه می دهد در محیط های بدون نور یا آب زیاد رشد کنند.