¿Qué es la fotosíntesis en las plantas verdes?

La fotosíntesis es un proceso bioquímico en el que las plantas, algas y ciertas bacterias utilizan la clorofila para convertir el dióxido de carbono y el agua en glucosa y liberar oxígeno bajo la irradiación de la luz visible. A las plantas se les llama productoras de la cadena alimentaria porque pueden utilizar materia inorgánica para producir materia orgánica y almacenar energía mediante la fotosíntesis. A través del consumo, los consumidores de la cadena alimentaria pueden absorber la energía almacenada en las plantas, con una eficiencia de alrededor del 30%. Para casi todos los organismos del mundo biológico, este proceso es clave para su supervivencia. La fotosíntesis es esencial para el ciclo del carbono y el oxígeno en la Tierra.

Las plantas utilizan la energía de la luz solar para convertir el dióxido de carbono en almidón, que se utiliza como fuente de alimento para plantas y animales. Dado que los cloroplastos son el lugar donde las plantas realizan la fotosíntesis, se puede decir que son el medio a través del cual la luz solar transmite la vida.

(1) Principio

Las plantas se diferencian de los animales en que no tienen un sistema digestivo, por lo que deben depender de otras formas de absorber nutrientes. Son los llamados autótrofos. En el caso de las plantas verdes, durante el día soleado, utilizarán la energía de la luz solar para realizar la fotosíntesis y obtener los nutrientes necesarios para su crecimiento y desarrollo.

Los actores clave en este proceso son los cloroplastos internos. Bajo la acción de la luz solar, los cloroplastos convierten el dióxido de carbono que entra a la hoja a través de los estomas y el agua absorbida por las raíces en glucosa, y al mismo tiempo libera oxígeno:

12H2O + 6CO2 = (luz) C6H12O6 (glucosa) + 6O2+ 6H2O

La luz es un catalizador y no participa en la reacción.

(2) Notas

El agua en ambos lados del signo igual en la fórmula anterior no se puede cancelar, aunque la fórmula parece muy especial en química. La razón es que el agua de la izquierda es absorbida por las plantas y utilizada para producir oxígeno y proporcionar electrones e iones de hidrógeno. Los átomos de oxígeno de la molécula de agua de la derecha provienen del dióxido de carbono. Para expresar más claramente el proceso inicial de este producto de materia prima, la gente está más acostumbrada a escribir moléculas de agua en ambos lados del signo igual, o a poner un asterisco en la esquina superior derecha de la molécula de agua a la derecha.

(3) Reacción a la luz y reacción a la oscuridad

La fotosíntesis se puede dividir en dos pasos: reacción a la luz y reacción a la oscuridad

(4) Reacción a la luz

Lugar: membrana laminar de Grana en el cloroplasto

Factores que influyen: intensidad de la luz, suministro de agua

Dos picos de absorción de la fotosíntesis de las plantas

El proceso del pico de absorción de clorofila a y b: dos conjuntos de sistemas fotosintéticos en la membrana del cloroplasto: sistema fotosintético uno y sistema fotosintético dos (el sistema fotosintético uno es más primitivo que el sistema fotosintético dos, pero la transferencia de electrones ocurre primero en el sistema fotosintético dos Inicio) Bajo la condición de iluminación, absorbe fotones con longitudes de onda de 680 nm y 700 nm respectivamente. Como energía, los electrones se transferirán continuamente desde la ruta óptica de la fotólisis de las moléculas de agua (solo unas pocas clorofilas a en un estado especial pueden transferir electrones).

Finalmente pasó a la coenzima NADP. Los iones de hidrógeno obtenidos de la fotólisis del agua se mueven hacia afuera desde el tilacoide hacia la matriz a través del complejo proteico en la membrana del tilacoide a lo largo de la diferencia de concentración, y la energía potencial se reduce. La energía potencial durante este período se utiliza para sintetizar ATP para su uso. en la reacción oscura. En este momento, los iones de hidrógeno cuya energía potencial se ha reducido son eliminados por el transportador de hidrógeno NADP. Una molécula de NADP puede transportar dos iones de hidrógeno. Este ion NADPH+H actúa como agente reductor en la reacción oscura.

Significado: 1: Fotolizar el agua para producir oxígeno. 2: Convertir la energía luminosa en energía química, producir ATP y proporcionar energía para reacciones oscuras. 3: Utilice iones de hidrógeno, producto de la fotólisis del agua, para sintetizar iones NADPH+H y proporcionar agentes reductores para la reacción oscura.

(5) Reacción oscura

Esencialmente es una serie de reacciones enzimáticas

Lugar: matriz de cloroplasto

Factores que influyen: temperatura, Concentración de dióxido de carbono

Proceso: Diferentes plantas tienen diferentes procesos de reacción oscura y las estructuras anatómicas de sus hojas también son diferentes. Este es el resultado de la adaptación de las plantas a su entorno. Las reacciones oscuras se pueden dividir en tres tipos: C3, C4 y CAM. Los tres tipos se distinguen por diferencias en el proceso de fijación del dióxido de carbono.