Formula de fotosinteză care transformă lumina soarelui în energie

Unele organisme trebuie să creeze energia de care au nevoie pentru a supraviețui. Aceste organisme sunt capabile să absoarbă energie din lumina soarelui și să o folosească pentru a produce zahăr și alți compuși organici, cum ar fi lipidele și proteinele. Zaharurile sunt apoi folosite pentru a furniza energie organismului. Acest proces, numit fotosinteză, este utilizat de organismele fotosintetice, inclusiv de plante, alge și cianobacterii.

Ecuația fotosintezei

În fotosinteză, energia solară este transformată în energie chimică. Energia chimică este stocată sub formă de glucoză (zahăr). Dioxidul de carbon, apa și lumina solară sunt utilizate pentru a produce glucoză, oxigen și apă. Ecuația chimică pentru acest proces este:

6CO₂ + 12H₂O + lumină → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O

Șase molecule de dioxid de carbon (6CO)₂) și douăsprezece molecule de apă (12H)₂O) sunt consumate în proces, în timp ce glucoza (C₆H₁₂O₆), șase molecule de oxigen (6O)₂) și șase molecule de apă (6H₂O) sunt produse.

Această ecuație poate fi simplificată astfel: 6CO₂ + 6H₂O + lumină → C₆H₁₂O₆ + 6O₂.

Fotosinteza în plante

La plante, fotosinteza are loc mai ales în interiorul frunzelor. Deoarece fotosinteza necesită dioxid de carbon, apă și lumina soarelui, toate aceste substanțe trebuie obținute sau transportate către frunze. Dioxidul de carbon se obține prin porii minusculi din frunzele plantelor numite stomate. Oxigenul este, de asemenea, eliberat prin stomate. Apa este obținută de plantă prin rădăcini și livrată frunzelor prin sisteme vasculare de țesuturi vegetale. Lumina soarelui este absorbită de clorofilă, un pigment verde situat în structurile celulelor vegetale numite cloroplaste. Cloroplastele sunt site-urile fotosintezei. Cloroplastele conțin mai multe structuri, fiecare având funcții specifice:

• Membrane exterioare și interioare- acoperiri de protecție care mențin structurile cloroplastului închise.
• stroma-lichid dens din cloroplast. Locul conversiei dioxidului de carbon în zahăr.
• tilacoidă-structuri de membrană aplatizate ca sac. Locul de conversie a energiei ușoare în energie chimică.
• grana-stive dens stratate de saci tihakoide. Site-uri de conversie a energiei ușoare în energie chimică.
• Clorofilă-un pigment verde din interiorul cloroplastului. Absoarbe energia luminii.

Etapele fotosintezei

Fotosinteza are loc în două etape. Aceste etape se numesc reacții de lumină și reacții întunecate. Reacțiile de lumină au loc în prezența luminii. Reacțiile întunecate nu necesită lumină directă, însă reacțiile întunecate la majoritatea plantelor apar în timpul zilei.

Reacțiile ușoare apar mai ales în stivele tilacoide din grana. Aici, lumina soarelui este convertită în energie chimică sub formă de ATP (energie liberă care conține moleculă) și NADPH (moleculă de mare energie care transportă electroni). Clorofila absoarbe energia ușoară și pornește un lanț de trepte care determină producerea de ATP, NADPH și oxigen (prin divizarea apei). Oxigenul este eliberat prin stomate. Atât ATP, cât și NADPH sunt utilizate în reacțiile întunecate pentru a produce zahăr.

Reacții întunecate apar în stroma. Dioxidul de carbon este transformat în zahăr folosind ATP și NADPH. Acest proces este cunoscut sub numele de fixarea carbonului sau ciclul Calvin. Ciclul Calvin are trei etape principale: fixarea carbonului, reducerea și regenerarea. În fixarea carbonului, dioxidul de carbon este combinat cu un zahăr cu 5 carbon [ribuloză1,5-bifosfat (RuBP)] creând un zahăr cu 6 carbon. În stadiul de reducere, ATP și NADPH produse în stadiul de reacție ușoară sunt utilizate pentru a transforma zahărul cu 6 carbon în două molecule dintr-un carbohidrat cu 3 carbon, gliceraldehidă 3-fosfat. Gliceraldehida 3-fosfat este utilizată pentru a produce glucoză și fructoză. Aceste două molecule (glucoză și fructoză) se combină pentru a produce zaharoză sau zahăr. În stadiul de regenerare, unele molecule de gliceraldehidă 3-fosfat sunt combinate cu ATP și sunt transformate din nou în RuBP cu 5 carbon zahăr. Odată cu ciclul complet, RuBP este disponibil pentru a fi combinat cu dioxid de carbon pentru a începe din nou ciclul.

Rezumatul fotosintezei

În rezumat, fotosinteza este un proces în care energia luminii este transformată în energie chimică și utilizată pentru a produce compuși organici. La plante, fotosinteza apare de obicei în interiorul cloroplastelor situate în frunzele plantelor. Fotosinteza constă din două etape, reacțiile de lumină și reacțiile întunecate. Reacțiile luminoase transformă lumina în energie (ATP și NADHP), iar reacțiile întunecate folosesc energia și dioxidul de carbon pentru a produce zahăr. Pentru o recenzie a fotosintezei, luați testul de fotosinteză.