Зміст
- Клітини рослин проти клітин тварин
- Роль фотосинтезу
- Реакції фотосинтезу
- Хімія хлорофілу
- Фотозбудження хлорофілу
Якщо ви думаєте про галузь науки, яка бере участь у тому, як рослини отримують свою "їжу", ви, швидше за все, спочатку розглядаєте біологію. Але насправді це фізика на службі біології, оскільки саме світлова енергія від сонця спочатку запускала в рух, а тепер продовжує живити все життя на планеті Земля. Зокрема, це каскад передачі енергії, що приводиться в рух, коли фотони у легких ударних частинах a хлорофіл молекули.
Роль фотонів у фотосинтез повинен бути поглинений хлорофілом таким чином, що змушує електрони в частині молекули хлорофілу тимчасово "збуджуватися" або перебувають у стані більш високої енергії. Коли вони рухаються назад до свого звичного енергетичного рівня, енергія, яку вони вивільняють, підсилює першу частину фотосинтезу. Таким чином, без хлорофілу фотосинтез не міг відбутися.
Клітини рослин проти клітин тварин
Рослини і тварини - це еукаріоти. Таким чином, їх клітини мають набагато більше, ніж голий мінімум, який мають мати всі клітини (клітинна мембрана, рибосоми, цитоплазма та ДНК). Їх клітини багаті мембранними зв’язками органели, які виконують спеціалізовані функції всередині комірки. Одне з них є ексклюзивним для рослин і називається хлоропласт. Саме в цих довгастих органелах відбувається фотосинтез.
Усередині хлоропластів розташовані структури, звані тилакоїдами, які мають власну мембрану. Всередині тилакоїдів знаходиться там, де сидить молекула, відома як хлорофіл, в певному сенсі очікуючи інструкцій у формі буквального спалаху світла.
Детальніше про схожість та відмінності між клітинами рослин та тварин.
Роль фотосинтезу
Все живе потребує джерела вуглецю для палива. Тварини можуть отримати їх досить просто, поїдаючи і чекаючи, коли їх травні та клітинні ферменти перетворять речовину на молекули глюкози. Але рослини повинні приймати вуглець через своє листя, у вигляді вуглекислий газ (СО)2) в атмосфері.
Роль фотосинтезу полягає у сортуванні виловлюваних рослин до того ж моменту, метаболічно кажучи, що тварини одразу створюють глюкозу з їжі. У тварин це означає зробити різні молекули, що містять вуглець, менше, ніж вони навіть досягають клітин, але для рослин це означає зробити молекули, що містять вуглець більший і всередині клітин.
Реакції фотосинтезу
У першій сукупності реакцій, що називаються легкі реакції оскільки їм потрібне пряме світло, ферменти, звані фотосистеми I та фотосистеми II у мембрані тилакоїдів, використовуються для перетворення енергії світла для синтезу молекул АТФ та НАДФН, в електронно-транспортну систему.
Детальніше про транспортний ланцюг електронів.
У т. Зв темні реакції, які не вимагають і не порушують світло, енергія, що забирається в АТФ і НАДФН (оскільки ніщо не може "запасати" світло безпосередньо) використовується для отримання глюкози з вуглекислого газу та інших джерел вуглецю в рослині.
Хімія хлорофілу
Рослини, крім хлорофілу, містять багато пігментів, таких як фікотертин та каротиноїди. Однак хлорофіл має а порфірин кільцева структура, подібна до молекули гемоглобіну у людини. Порфіринове кільце хлорофілу містить елемент магній, хоча залізо з’являється в гемоглобіні.
Хлорофіл поглинає світло в зеленій частині видимого ділянки світлового спектру, яка в цілому охоплює діапазон приблизно від 350 до 800 мільярдів метра метра.
Фотозбудження хлорофілу
У певному сенсі рослинні рецептори світла поглинають фотони і використовують їх для виштовхування електронів, що дрімають, у стан збудженого неспання, приводячи їх до пробігу сходів. Врешті-решт сусідні електрони в сусідніх «будинках» хлорофілу теж починають бігати. Коли вони осідають назад у сплетничі, їх сноуборд назад вниз дозволяє цукор будувати за допомогою складного механізму, який відловлює енергію від їхніх підніжжя.
Коли енергія передається від однієї молекули хлорофілу до сусідньої, це називається резонансним перенесенням енергії, або екситон передача.