คำอธิบายการสังเคราะห์แสงสำหรับเด็กคืออะไร กระบวนการสังเคราะห์แสง กระชับ เข้าใจง่าย สำหรับเด็ก

ในธรรมชาติภายใต้อิทธิพลของแสงแดด กระแสชีวิต กระบวนการที่สำคัญโดยที่ไม่มีสิ่งมีชีวิตใดในโลกที่สามารถทำได้ อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยา ออกซิเจนจะถูกปล่อยสู่อากาศที่เราหายใจเข้าไป กระบวนการนี้เรียกว่าการสังเคราะห์ด้วยแสง การสังเคราะห์ด้วยแสงคืออะไร จุดวิทยาศาสตร์การมองเห็นและสิ่งที่เกิดขึ้นในคลอโรพลาสต์ของเซลล์พืช เราจะพิจารณาด้านล่าง

การสังเคราะห์ด้วยแสงทางชีววิทยาคือการเปลี่ยนแปลงของสารอินทรีย์และออกซิเจนจากสารประกอบอนินทรีย์ภายใต้อิทธิพลของพลังงานแสงอาทิตย์ เป็นลักษณะของโฟโตออโตโทรฟทั้งหมดซึ่งสามารถผลิตสารประกอบอินทรีย์ได้เอง

สิ่งมีชีวิตดังกล่าวได้แก่ พืช สีเขียว แบคทีเรียสีม่วง ไซยาโนแบคทีเรีย (สาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงิน)

พืชเป็น photoautotrophs ที่ดูดซับน้ำจากดินและคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศ ภายใต้อิทธิพลของพลังงานแสงอาทิตย์ กลูโคสจะก่อตัวขึ้น ซึ่งต่อมากลายเป็นพอลิแซ็กคาไรด์ - แป้ง ซึ่งจำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิตในพืชสำหรับโภชนาการและการสร้างพลังงาน ออกซิเจนถูกปล่อยออกสู่สิ่งแวดล้อม ซึ่งเป็นสารสำคัญที่สิ่งมีชีวิตทุกชนิดใช้ในการหายใจ

การสังเคราะห์แสงเกิดขึ้นได้อย่างไร ปฏิกิริยาเคมีสามารถแสดงได้โดยใช้สมการต่อไปนี้:

6CO2 + 6H2O + E = C6H12O6 + 6O2

ปฏิกิริยาสังเคราะห์แสงเกิดขึ้นในพืชในระดับเซลล์ กล่าวคือ ในคลอโรพลาสต์ที่มีคลอโรฟิลล์เม็ดสีหลัก สารประกอบนี้ไม่เพียงแต่ทำให้พืชมีสีเขียว แต่ยังมีส่วนร่วมในกระบวนการด้วย

เพื่อให้เข้าใจกระบวนการดีขึ้น คุณต้องทำความคุ้นเคยกับโครงสร้างของออร์แกเนลล์สีเขียว - คลอโรพลาสต์

โครงสร้างของคลอโรพลาสต์

คลอโรพลาสต์เป็นออร์แกเนลล์ของเซลล์ที่พบในสิ่งมีชีวิตในพืชเท่านั้น ไซยาโนแบคทีเรีย คลอโรพลาสต์แต่ละตัวถูกปกคลุมด้วยเมมเบรนสองชั้น: ภายนอกและภายใน ส่วนด้านในของคลอโรพลาสต์นั้นเต็มไปด้วยสโตรมา - สารหลักที่คล้ายกับไซโตพลาสซึมของเซลล์ในความสม่ำเสมอ

โครงสร้างของคลอโรพลาสต์

คลอโรพลาสต์สโตรมาประกอบด้วย:

• ไทลาคอยด์ - โครงสร้างคล้ายถุงแบนที่มีคลอโรฟิลล์รงควัตถุ;
• gran - กลุ่มของ thylakoids;
• แผ่น - ท่อที่เชื่อมต่อกรานาของไทลาคอยด์

กรานาแต่ละอันดูเหมือนกองเหรียญ โดยแต่ละเหรียญเป็นไทลาคอยด์ และแผ่นลาเมลลาเป็นชั้นวางสำหรับวางระเบิด นอกจากนี้คลอโรพลาสต์ยังมีข้อมูลทางพันธุกรรมของตัวเองซึ่งแสดงโดยสายดีเอ็นเอสองสายรวมถึงไรโบโซมที่มีส่วนร่วมในการสังเคราะห์โปรตีน หยดน้ำมัน เมล็ดแป้ง

วิดีโอที่เป็นประโยชน์: การสังเคราะห์ด้วยแสง

ขั้นตอนหลัก

การสังเคราะห์ด้วยแสงมีสองขั้นตอนสลับกัน: แสงและความมืด แต่ละคนมีลักษณะการไหลและผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นระหว่างปฏิกิริยาบางอย่าง photosystems สองระบบที่เกิดขึ้นจากเม็ดสีช่วยเก็บเกี่ยวแสง คลอโรฟิลล์และแคโรทีนอยด์ ถ่ายโอนพลังงานไปยังเม็ดสีหลัก เป็นผลให้พลังงานแสงถูกแปลงเป็นพลังงานเคมี - ATP (กรดอะดีโนซีนไตรฟอสฟอริก) เกิดอะไรขึ้นในกระบวนการสังเคราะห์แสง

ส่องสว่าง

เฟสแสงเกิดขึ้นเมื่อโฟตอนของแสงกระทบต้นไม้ ในคลอโรพลาสต์จะไหลผ่านเยื่อหุ้มไทลาคอยด์

กระบวนการหลัก:

1. เม็ดสีของระบบภาพถ่าย ฉันเริ่ม "ดูดซับ" โฟตอนของพลังงานแสงอาทิตย์ซึ่งถูกถ่ายโอนไปยังศูนย์ปฏิกิริยา
2. ภายใต้การกระทำของโฟตอนแสง อิเล็กตรอนจะ "ตื่นเต้น" ในโมเลกุลรงควัตถุ (คลอโรฟิลล์)
3. อิเล็กตรอนที่ "ตื่นเต้น" จะถูกถ่ายโอนไปยังเยื่อหุ้มชั้นนอกของไทลาคอยด์ด้วยความช่วยเหลือของโปรตีนขนส่ง
4. อิเล็กตรอนตัวเดียวกันทำปฏิกิริยากับสารประกอบที่ซับซ้อน NADP (นิโคตินาไมด์อะดีนีนไดนิวคลีโอไทด์ฟอสเฟต) ลดลงเป็น NADP * H2 (สารประกอบนี้เกี่ยวข้องกับเฟสมืด)

กระบวนการที่คล้ายคลึงกันเกิดขึ้นใน photosystem II อิเล็กตรอนที่ "ตื่นเต้น" ออกจากศูนย์ปฏิกิริยาและถูกส่งไปยังเยื่อหุ้มชั้นนอกของไทลาคอยด์ ที่ซึ่งพวกมันจับกับตัวรับอิเล็กตรอน กลับไปที่ระบบภาพถ่าย I และกู้คืน

ระยะแสงของการสังเคราะห์ด้วยแสง

แต่ photosystem II ถูกกู้คืนอย่างไร? สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากการโฟโตไลซิสของน้ำ - ปฏิกิริยาของการแยก H2O ประการแรก โมเลกุลของน้ำบริจาคอิเล็กตรอนไปยังศูนย์ปฏิกิริยาของระบบภาพถ่าย II เนื่องจากเกิดการลดลง หลังจากนั้นจะเกิดการแยกน้ำออกเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจนอย่างสมบูรณ์ หลังแทรกซึมเข้าไปในสิ่งแวดล้อมผ่านปากใบของหนังกำพร้าของใบ

คุณสามารถพรรณนาโฟโตไลซิสของน้ำโดยใช้สมการ:

2H2O \u003d 4H + 4e + O2

นอกจากนี้ ในช่วงแสง โมเลกุล ATP ถูกสังเคราะห์ - พลังงานเคมีที่ไปสู่การก่อตัวของกลูโคส เยื่อหุ้มไทลาคอยด์มีระบบเอนไซม์ที่มีส่วนร่วมในการก่อตัวของเอทีพี กระบวนการนี้เกิดขึ้นจากการที่ไฮโดรเจนไอออนถูกถ่ายโอนผ่านช่องทางของเอนไซม์พิเศษจาก เปลือกในไปข้างนอก จากนั้นพลังงานจะถูกปล่อยออกมา

สิ่งสำคัญคือต้องรู้!ในช่วงแสงของการสังเคราะห์ด้วยแสง ออกซิเจนจะถูกผลิตขึ้น เช่นเดียวกับพลังงานของ ATP ซึ่งใช้ในการสังเคราะห์โมโนแซ็กคาไรด์ในช่วงมืด

มืด

ปฏิกิริยาเฟสมืดดำเนินไปตลอดเวลาแม้ในที่ที่ไม่มีแสงแดด ปฏิกิริยาสังเคราะห์แสงเกิดขึ้นในสโตรมา (สภาพแวดล้อมภายใน) ของคลอโรพลาสต์ เรื่องนี้ได้รับการศึกษาในรายละเอียดเพิ่มเติมโดย Melvin Calvin หลังจากที่ปฏิกิริยาของเฟสมืดเรียกว่าวัฏจักรคาลวินหรือ C3 - เส้นทาง

รอบนี้ดำเนินการใน 3 ขั้นตอน:

1. คาร์บอกซิเลชั่น
2. การกู้คืน.
3. การสร้างใหม่ของตัวรับ

ในระหว่างการทำคาร์บอกซิเลชัน สารที่เรียกว่าไรบูโลส บิสฟอสเฟตจะรวมตัวกับอนุภาคของคาร์บอนไดออกไซด์ ด้วยเหตุนี้จึงใช้เอนไซม์พิเศษ - คาร์บอกซิเลส สารประกอบหกคาร์บอนที่ไม่เสถียรก่อตัวขึ้น ซึ่งเกือบจะแยกออกเป็น 2 โมเลกุลของ FHA (กรดฟอสโฟกลีเซอริก) ในทันที

ในการฟื้นฟู FHA จะใช้พลังงานของ ATP และ NADP * H2 ที่เกิดขึ้นระหว่างเฟสแสง ในปฏิกิริยาต่อเนื่อง น้ำตาลไตรคาร์บอนกับกลุ่มฟอสเฟตจะเกิดขึ้น

ในระหว่างการสร้างตัวรับใหม่ ส่วนหนึ่งของโมเลกุล FHA ถูกใช้เพื่อลดโมเลกุลของไรบูโลส บิสฟอสเฟต ซึ่งเป็นตัวรับ CO2 นอกจากนี้ ในปฏิกิริยาต่อเนื่อง โมโนแซ็กคาไรด์ กลูโคส จะเกิดขึ้น สำหรับกระบวนการทั้งหมดเหล่านี้ พลังงานของ ATP ที่เกิดขึ้นในเฟสแสง เช่นเดียวกับ NADP * H2 ถูกใช้

กระบวนการแปลงโมเลกุลคาร์บอนไดออกไซด์ 6 โมเลกุลเป็น 1 โมเลกุลกลูโคสจำเป็นต้องมีการสลายโมเลกุล ATP 18 โมเลกุลและ NADP*H2 12 โมเลกุล กระบวนการเหล่านี้สามารถอธิบายได้โดยใช้สมการต่อไปนี้:

6CO2 + 24H = C6H12O6 + 6H2O

ต่อจากนั้นจากกลูโคสที่ก่อตัวขึ้นอีก คาร์โบไฮเดรตเชิงซ้อน- พอลิแซ็กคาไรด์: แป้ง, เซลลูโลส

บันทึก!ในระหว่างการสังเคราะห์แสงของเฟสมืด กลูโคสจะก่อตัวขึ้น ซึ่งเป็นสารอินทรีย์ที่จำเป็นสำหรับธาตุอาหารพืชและการสร้างพลังงาน

ตารางการสังเคราะห์ด้วยแสงต่อไปนี้จะช่วยให้เข้าใจสาระสำคัญพื้นฐานของกระบวนการนี้ได้ดีขึ้น

ตารางเปรียบเทียบระยะการสังเคราะห์ด้วยแสง

แม้ว่าวัฏจักรคาลวินจะเป็นลักษณะเด่นที่สุดของช่วงมืดของการสังเคราะห์ด้วยแสง แต่สำหรับบางคน พืชเมืองร้อนวัฏจักร Hatch-Slack (C4-path) เป็นลักษณะเฉพาะซึ่งมีลักษณะการไหลของตัวเอง ระหว่างคาร์บอกซิเลชันในวัฏจักร Hatch-Sleck จะไม่เกิดกรด phosphoglyceric แต่จะเกิดอย่างอื่น เช่น: oxaloacetic, malic, aspartic นอกจากนี้ ในระหว่างปฏิกิริยาเหล่านี้ คาร์บอนไดออกไซด์จะสะสมอยู่ในเซลล์พืช และไม่ถูกขับออกมาระหว่างการแลกเปลี่ยนก๊าซ เช่นเดียวกับส่วนใหญ่

ต่อจากนั้นก๊าซนี้เกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาสังเคราะห์แสงและการก่อตัวของกลูโคส นอกจากนี้ยังเป็นที่น่าสังเกตว่าเส้นทาง C4 ของการสังเคราะห์ด้วยแสงนั้นต้องการพลังงานมากกว่าวัฏจักรของคาลวิน ปฏิกิริยาหลัก ผลิตภัณฑ์ของการก่อตัวในวัฏจักร Hatch-Slack ไม่แตกต่างจากวัฏจักรคาลวิน

เนื่องจากปฏิกิริยาของวัฏจักร Hatch-Slack การหายใจด้วยแสงจึงไม่เกิดขึ้นในพืช เนื่องจากปากใบของหนังกำพร้าอยู่ในสถานะปิด ซึ่งช่วยให้สามารถปรับให้เข้ากับสภาพที่อยู่อาศัยที่เฉพาะเจาะจงได้:

• ความร้อนแรง
• อากาศแห้ง
• เพิ่มความเค็มของแหล่งที่อยู่อาศัย
• ขาด CO2

เปรียบเทียบระยะแสงกับความมืด

คุณค่าในธรรมชาติ

ต้องขอบคุณการสังเคราะห์ด้วยแสง ออกซิเจนจึงถูกสร้างขึ้น - สารสำคัญสำหรับกระบวนการหายใจและการสะสมของพลังงานภายในเซลล์ ซึ่งช่วยให้สิ่งมีชีวิตเติบโต พัฒนา ทวีคูณ และเกี่ยวข้องโดยตรงกับการทำงานของระบบสรีรวิทยาทั้งหมดของมนุษย์ ร่างกายสัตว์

สำคัญ!จากออกซิเจนในชั้นบรรยากาศจะเกิดชั้นโอโซนขึ้นซึ่งช่วยปกป้องสิ่งมีชีวิตทั้งหมดจากอันตรายจากรังสีอัลตราไวโอเลตที่เป็นอันตราย

วิดีโอที่เป็นประโยชน์: การเตรียมตัวสอบวิชาชีววิทยา - การสังเคราะห์ด้วยแสง

บทสรุป

ด้วยความสามารถในการสังเคราะห์ออกซิเจนและพลังงาน พืชจึงสร้างการเชื่อมโยงแรกในห่วงโซ่อาหารทั้งหมด โดยเป็นผู้ผลิต โดยการบริโภคพืชสีเขียว เฮเทอโรโทรฟทั้งหมด (สัตว์ ผู้คน) พร้อมกับอาหาร จะได้รับทรัพยากรที่สำคัญ ต้องขอบคุณกระบวนการที่เกิดขึ้นในพืชสีเขียวและไซยาโนแบคทีเรีย ทำให้องค์ประกอบของก๊าซในบรรยากาศและสิ่งมีชีวิตบนโลกคงอยู่คงที่

ใบไม้เขียวใดๆ ล้วนเป็นโรงงานขนาดเล็ก สารอาหารและออกซิเจนที่จำเป็นสำหรับสัตว์และมนุษย์ในการดำรงชีวิตตามปกติ กระบวนการผลิตสารเหล่านี้จากน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์จากบรรยากาศเรียกว่าการสังเคราะห์ด้วยแสง การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นกระบวนการทางเคมีที่ซับซ้อนซึ่งเกิดขึ้นโดยมีส่วนร่วมของแสง แน่นอนว่าทุกคนสนใจว่าการสังเคราะห์แสงเกิดขึ้นได้อย่างไร กระบวนการนี้ประกอบด้วยสองขั้นตอน: ขั้นตอนแรกคือการดูดกลืนควอนตัมแสง และขั้นตอนที่สองคือการใช้พลังงานในปฏิกิริยาเคมีต่างๆ

กระบวนการสังเคราะห์แสงเกิดขึ้นได้อย่างไร

พืชดูดซับแสงด้วยสารสีเขียวที่เรียกว่าคลอโรฟิลล์ คลอโรฟิลล์พบได้ในคลอโรพลาสต์ซึ่งพบในลำต้นหรือผล มีจำนวนมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งในใบเนื่องจากโครงสร้างที่แบนมากทำให้ใบไม้สามารถดึงดูดแสงได้มากตามลำดับจึงได้รับพลังงานมากขึ้นสำหรับกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

หลังจากการดูดซึม คลอโรฟิลล์จะอยู่ในสภาวะตื่นเต้นและถ่ายเทพลังงานไปยังโมเลกุลอื่นๆ ของสิ่งมีชีวิตในพืช โดยเฉพาะอย่างยิ่งสารที่เกี่ยวข้องโดยตรงในการสังเคราะห์ด้วยแสง ขั้นตอนที่สองของกระบวนการสังเคราะห์แสงเกิดขึ้นโดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของแสงและประกอบด้วยการได้รับพันธะเคมีโดยมีส่วนร่วมของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ได้จากอากาศและน้ำ ในขั้นตอนนี้จะมีการสังเคราะห์สารต่างๆ ที่มีประโยชน์มากต่อชีวิต เช่น แป้งและกลูโคส

พืชใช้สารอินทรีย์เหล่านี้ในการหล่อเลี้ยงส่วนต่าง ๆ ของมันรวมทั้งเพื่อรักษาชีวิตตามปกติ นอกจากนี้สารเหล่านี้ยังได้รับจากสัตว์กินพืช ผู้คนยังได้รับสารเหล่านี้จากการรับประทานผลิตภัณฑ์จากสัตว์และพืช

เงื่อนไขการสังเคราะห์ด้วยแสง

การสังเคราะห์ด้วยแสงสามารถเกิดขึ้นได้ทั้งภายใต้อิทธิพลของแสงประดิษฐ์และแสงแดด ตามกฎแล้วในธรรมชาติพืช "ทำงาน" อย่างเข้มข้นในช่วงฤดูใบไม้ผลิ - ฤดูร้อนเมื่อมีแสงแดดเพียงพอ ในฤดูใบไม้ร่วง แสงน้อย วันนั้นสั้นลง ใบไม้เปลี่ยนเป็นสีเหลืองก่อนแล้วจึงร่วงหล่น แต่ทันทีที่ดวงอาทิตย์ในฤดูใบไม้ผลิอันอบอุ่นปรากฏขึ้น ใบไม้สีเขียวก็ปรากฏขึ้นอีกครั้ง และ "โรงงาน" สีเขียวจะกลับมาทำงานอีกครั้งเพื่อให้ออกซิเจน ซึ่งจำเป็นต่อชีวิต รวมทั้งสารอาหารอื่นๆ อีกมากมาย

การสังเคราะห์แสงเกิดขึ้นที่ไหน

โดยพื้นฐานแล้วการสังเคราะห์ด้วยแสงจะเกิดขึ้นตามกระบวนการดังที่ได้กล่าวไปแล้วในใบของพืชเนื่องจากสามารถรับแสงแดดได้มากขึ้นซึ่งจำเป็นมากสำหรับกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

เป็นผลให้เราสามารถพูดได้ว่ากระบวนการสังเคราะห์แสงเป็นส่วนสำคัญของชีวิตของพืช

กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นหนึ่งในกระบวนการทางชีววิทยาที่สำคัญที่สุดที่เกิดขึ้นในธรรมชาติ เนื่องจากต้องขอบคุณกระบวนการนี้ที่สารอินทรีย์ก่อตัวขึ้นจากคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำภายใต้การกระทำของแสง ปรากฏการณ์นี้จึงเรียกว่าการสังเคราะห์ด้วยแสง และที่สำคัญที่สุด ในกระบวนการสังเคราะห์แสง การจัดสรรจะเกิดขึ้น ซึ่งมีความสำคัญต่อการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์ที่น่าตื่นตาตื่นใจของเรา

ประวัติการค้นพบการสังเคราะห์แสง

ประวัติความเป็นมาของการค้นพบปรากฏการณ์การสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นเมื่อสี่ศตวรรษก่อน เมื่อย้อนกลับไปในปี 1600 นักวิทยาศาสตร์ชาวเบลเยี่ยม Jan Van Helmont ได้ทำการทดลองง่ายๆ เขาวางกิ่งวิลโลว์ น้ำหนักเริ่มต้น) ในถุงซึ่งบรรจุดิน 80 กก. ด้วย จากนั้นเป็นเวลาห้าปีพืชก็ถูกรดน้ำด้วยน้ำเท่านั้น สิ่งที่น่าแปลกใจของนักวิทยาศาสตร์เมื่อหลังจากห้าปีน้ำหนักของพืชเพิ่มขึ้น 60 กิโลกรัมแม้ว่าข้อเท็จจริงที่ว่ามวลของโลกลดลงเพียง 50 กรัมซึ่งการเพิ่มของน้ำหนักที่น่าประทับใจดังกล่าวยังคงเป็นเรื่องลึกลับ นักวิทยาศาสตร์.

การทดลองที่สำคัญและน่าสนใจครั้งต่อไปซึ่งกลายเป็นธรณีประตูสำหรับการค้นพบการสังเคราะห์ด้วยแสง ถูกจัดตั้งขึ้นโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ โจเซฟ พรีสลีย์ในปี ค.ศ. 1771 (เป็นที่สงสัยว่าโดยธรรมชาติของอาชีพของเขา นายพรีสลีย์เป็นนักบวชของนิกายแองกลิกัน แต่เขาลงไปในประวัติศาสตร์ในฐานะนักวิทยาศาสตร์ดีเด่น) คุณพรีสลีย์ทำอะไร? เขาวางหนูไว้ใต้หมวกและห้าวันต่อมาหนูก็ตาย จากนั้นเขาก็วางหนูอีกตัวหนึ่งไว้ใต้หมวก แต่คราวนี้พร้อมกับหนูที่อยู่ใต้หมวก มีสะระแหน่เล็กน้อย และด้วยเหตุนี้ หนูจึงยังมีชีวิตอยู่ ผลลัพธ์ที่ได้ทำให้นักวิทยาศาสตร์เกิดความคิดว่ามีกระบวนการที่ตรงกันข้ามกับการหายใจ อื่น ข้อสรุปที่สำคัญการทดลองนี้เป็นการค้นพบออกซิเจนว่ามีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตทุกชนิด (หนูตัวแรกตายจากการไม่มีตัว ตัวที่สองรอดมาได้เพราะกิ่งสะระแหน่ซึ่งเพิ่งสร้างออกซิเจนในกระบวนการสังเคราะห์แสง)

ดังนั้นความจริงจึงเป็นที่ยอมรับว่าส่วนสีเขียวของพืชสามารถปล่อยออกซิเจนได้ จากนั้นในปี ค.ศ. 1782 นักวิทยาศาสตร์ชาวสวิส Jean Senebier ได้พิสูจน์ว่าคาร์บอนไดออกไซด์สลายตัวเป็นพืชสีเขียวภายใต้อิทธิพลของแสง - อันที่จริงพบว่าอีกด้านหนึ่งของการสังเคราะห์ด้วยแสงถูกค้นพบ จากนั้น อีก 5 ปี นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส Jacques Busengo ค้นพบว่าการดูดซึมน้ำจากพืชก็เกิดขึ้นในระหว่างการสังเคราะห์สารอินทรีย์เช่นกัน

และคอร์ดสุดท้ายในซีรีส์ การค้นพบทางวิทยาศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับปรากฏการณ์ของการสังเคราะห์ด้วยแสงคือการค้นพบของนักพฤกษศาสตร์ชาวเยอรมัน Julius Sachs ซึ่งในปี 2407 สามารถพิสูจน์ได้ว่าปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่บริโภคและออกซิเจนที่ปล่อยออกมานั้นเกิดขึ้นในอัตราส่วน 1: 1

ความสำคัญของการสังเคราะห์แสงในชีวิตมนุษย์

หากคุณจินตนาการในเชิงเปรียบเทียบ ใบของพืชใด ๆ สามารถเปรียบได้กับห้องทดลองขนาดเล็ก ซึ่งหน้าต่างซึ่งหันหน้าไปทางด้านที่มีแสงแดดส่องถึง ในห้องปฏิบัติการแห่งนี้ การก่อตัวของสารอินทรีย์และออกซิเจน ซึ่งเป็นพื้นฐานสำหรับการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตอินทรีย์บนโลก เกิดขึ้น แท้จริงแล้ว หากปราศจากออกซิเจนและการสังเคราะห์ด้วยแสง ชีวิตก็ย่อมไม่มีอยู่จริงบนโลก

แต่ถ้าการสังเคราะห์ด้วยแสงมีความสำคัญต่อชีวิตและการปล่อยออกซิเจน ดังนั้นผู้คน (และไม่ใช่แค่คน) จะอยู่ได้อย่างไร ตัวอย่างเช่น ในทะเลทรายที่มีพืชสีเขียวขั้นต่ำ หรือตัวอย่างเช่น ในเมืองอุตสาหกรรม ที่ซึ่งต้นไม้หายาก ความจริงก็คือพืชบนบกมีสัดส่วนเพียง 20% ของออกซิเจนที่ปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ ในขณะที่อีก 80% ที่เหลือถูกปล่อยออกมาจากทะเลและสาหร่ายในมหาสมุทร แต่ก็ไม่มีเหตุผลที่บางครั้งมหาสมุทรถูกเรียกว่า "ปอดของโลกเรา" .

สูตรสังเคราะห์แสง

สูตรทั่วไปสำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสงสามารถเขียนได้ดังนี้:

น้ำ + คาร์บอนไดออกไซด์ + แสง > คาร์โบไฮเดรต + ออกซิเจน

และนี่คือสูตรสำหรับปฏิกิริยาเคมีของการสังเคราะห์ด้วยแสง

6CO 2 + 6H 2 O \u003d C6H 12 O 6 + 6O 2

ความสำคัญของการสังเคราะห์แสงสำหรับพืช

ทีนี้ลองตอบคำถามว่าทำไมพืชถึงต้องการการสังเคราะห์ด้วยแสง ในความเป็นจริง การให้ออกซิเจนแก่ชั้นบรรยากาศของโลกของเรานั้นยังห่างไกลจากเหตุผลเดียวของการสังเคราะห์ด้วยแสง กระบวนการทางชีววิทยานี้มีความสำคัญไม่เพียงต่อคนและสัตว์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงพืชด้วยเพราะสารอินทรีย์ที่เกิดขึ้นในระหว่าง การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นพื้นฐานของชีวิตพืช

การสังเคราะห์แสงเกิดขึ้นได้อย่างไร

กลไกหลักของการสังเคราะห์ด้วยแสงคือคลอโรฟิลล์ซึ่งเป็นเม็ดสีพิเศษที่มีอยู่ในเซลล์พืชซึ่งมีหน้าที่รับผิดชอบต่อสีเขียวของใบต้นไม้และพืชชนิดอื่น คลอโรฟิลล์เป็นคอมเพล็กซ์ สารประกอบอินทรีย์ซึ่งมี ทรัพย์สินที่สำคัญ- ความสามารถในการดูดซับแสงแดด การดูดซับมันคือคลอโรฟิลล์ที่กระตุ้นห้องปฏิบัติการทางชีวเคมีเล็กๆ ที่มีอยู่ในใบเล็กๆ ทุกใบ ในทุกหญ้าและทุกสาหร่าย จากนั้นการสังเคราะห์ด้วยแสงก็เกิดขึ้น (ดูสูตรด้านบน) ในระหว่างที่น้ำและคาร์บอนไดออกไซด์จะเปลี่ยนเป็นคาร์โบไฮเดรตที่จำเป็นสำหรับพืชและออกซิเจนที่จำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิตทั้งหมด กลไกการสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นการสร้างสรรค์ที่ยอดเยี่ยมของธรรมชาติ

เฟสของการสังเคราะห์ด้วยแสง

นอกจากนี้ กระบวนการสังเคราะห์แสงยังประกอบด้วยสองขั้นตอนคือ แสงและความมืด และด้านล่างเราจะเขียนรายละเอียดเกี่ยวกับแต่ละรายการ

ระยะแสงของการสังเคราะห์ด้วยแสง

ระยะนี้ดำเนินการกับไทลาคอยด์ ไธอะลาคอยด์เหล่านี้คืออะไร? ไทลาคอยด์เป็นโครงสร้างที่พบในคลอโรพลาสต์และล้อมรอบด้วยเมมเบรน

ลำดับของกระบวนการของเฟสแสงของการสังเคราะห์ด้วยแสงมีดังนี้:

• แสงกระทบโมเลกุลคลอโรฟิลล์ ถูกดูดซับโดยเม็ดสีเขียว ซึ่งนำไปสู่สภาวะตื่นเต้น อิเล็กตรอนที่เข้าสู่โมเลกุลนี้มีมากขึ้น ระดับสูงและมีส่วนร่วมในกระบวนการสังเคราะห์
• มีการแยกตัวของน้ำในระหว่างที่โปรตอนภายใต้การกระทำของอิเล็กตรอนจะถูกแปลงเป็นอะตอมไฮโดรเจนซึ่งต่อมาใช้ในการสังเคราะห์คาร์โบไฮเดรต
• ในขั้นตอนสุดท้ายของระยะแสงของการสังเคราะห์ด้วยแสง ATP (adenosine triphosphate) จะถูกสังเคราะห์ ATP เป็นสารอินทรีย์ที่ทำหน้าที่เป็นตัวสะสมพลังงานในกระบวนการทางชีววิทยา

ระยะมืดของการสังเคราะห์แสง

ระยะของการสังเคราะห์แสงนี้เกิดขึ้นในสโตรมาของคลอโรพลาสต์ อยู่ในเส้นทางของการปล่อยออกซิเจนเช่นเดียวกับการสังเคราะห์กลูโคส ตามชื่อ คุณอาจคิดว่าช่วงมืดของการสังเคราะห์แสงเกิดขึ้นเฉพาะในเวลากลางคืน อันที่จริง นี่ไม่ใช่กรณี การสังเคราะห์กลูโคสเกิดขึ้นตลอดเวลา เพียงว่าในขั้นตอนนี้ พลังงานแสงจะไม่ถูกบริโภคอีกต่อไปและไม่จำเป็น

การสังเคราะห์ด้วยแสง, วิดีโอ

และสุดท้าย วิดีโอการศึกษาที่น่าสนใจเกี่ยวกับการสังเคราะห์แสง

พืชได้รับน้ำและแร่ธาตุจากรากของมัน ใบให้ธาตุอาหารพืชอินทรีย์ ต่างจากรากพวกมันไม่ได้อยู่ในดิน แต่อยู่ในอากาศดังนั้นจึงไม่ได้ทำดิน แต่เป็นสารอาหารในอากาศ

จากประวัติการศึกษาโภชนาการอากาศของพืช

ความรู้เรื่องธาตุอาหารพืชค่อยๆ สะสม

ประมาณ 350 ปีที่แล้ว แจน เฮลมอนต์ นักวิทยาศาสตร์ชาวดัตช์ได้ทำการทดลองเกี่ยวกับการศึกษาธาตุอาหารพืชเป็นครั้งแรก ที่ หม้อดินด้วยดินเขาปลูกต้นหลิวโดยเติมน้ำที่นั่นเท่านั้น นักวิทยาศาสตร์ชั่งน้ำหนักใบไม้ที่ร่วงหล่นอย่างระมัดระวัง ห้าปีต่อมามวลของต้นหลิวพร้อมกับใบไม้ร่วงเพิ่มขึ้น 74.5 กก. และมวลของดินลดลงเพียง 57 กรัมจากสิ่งนี้ Helmont ได้ข้อสรุปว่าสารทั้งหมดในพืชไม่ได้เกิดขึ้นจากดิน แต่มาจากน้ำ ความคิดเห็นที่ว่าพืชมีขนาดเพิ่มขึ้นเพียงเพราะน้ำยังคงมีอยู่จนถึงปลายศตวรรษที่ 18

ในปี ค.ศ. 1771 นักเคมีชาวอังกฤษ โจเซฟ พรีสลีย์ ศึกษาคาร์บอนไดออกไซด์หรือ "อากาศเสีย" ตามที่เขาเรียกว่า และทำการค้นพบที่น่าทึ่ง หากคุณจุดเทียนแล้วใช้ฝาแก้วปิดไว้ หลังจากจุดไฟเล็กน้อย เทียนก็จะดับลง

หนูใต้หมวกเริ่มหายใจไม่ออก อย่างไรก็ตาม หากวางกิ่งมินต์ไว้ใต้ฝาครอบพร้อมกับเมาส์ เมาส์จะไม่หายใจไม่ออกและมีชีวิตอยู่ต่อไป ซึ่งหมายความว่าพืช "แก้ไข" อากาศที่เน่าเสียจากลมหายใจของสัตว์นั่นคือพวกมันเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นออกซิเจน

ในปี 1862 นักพฤกษศาสตร์ชาวเยอรมัน Julius Sachs ได้พิสูจน์ผ่านการทดลองว่าพืชสีเขียวไม่เพียงแต่ปล่อยออกซิเจน แต่ยังสร้างสารอินทรีย์ที่ทำหน้าที่เป็นอาหารสำหรับสิ่งมีชีวิตอื่นๆ ทั้งหมด

การสังเคราะห์ด้วยแสง

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างพืชสีเขียวกับสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ คือการมีอยู่ในเซลล์ของคลอโรพลาสต์ที่มีคลอโรฟิลล์ คลอโรฟิลล์มีความสามารถในการจับรังสีของดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นพลังงานที่จำเป็นต่อการสร้างสารอินทรีย์ กระบวนการสร้างอินทรียวัตถุจากคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำโดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์เรียกว่าการสังเคราะห์ด้วยแสง (กรีก: pholos light) ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ไม่เพียงแต่จะเกิดสารอินทรีย์เท่านั้น - น้ำตาล แต่ยังปล่อยออกซิเจนด้วย

แผนผังกระบวนการสังเคราะห์แสงสามารถอธิบายได้ดังนี้:

น้ำจะถูกดูดซึมโดยรากและเคลื่อนผ่านระบบการนำของรากและลำต้นไปยังใบ คาร์บอนไดออกไซด์ - ส่วนประกอบอากาศ. มันเข้าสู่ใบผ่านปากใบเปิด โครงสร้างของใบมีส่วนช่วยในการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์: พื้นผิวเรียบของใบมีดซึ่งเพิ่มพื้นที่สัมผัสกับอากาศและการมีอยู่ จำนวนมากปากใบในผิวหนัง

น้ำตาลที่เกิดขึ้นจากการสังเคราะห์ด้วยแสงจะถูกแปลงเป็นแป้ง แป้งเป็นสารอินทรีย์ที่ไม่ละลายในน้ำ ที่ตรวจพบได้ง่ายด้วยสารละลายไอโอดีน

หลักฐานการเกิดแป้งในใบที่สัมผัสกับแสง

ให้เราพิสูจน์ว่าในใบสีเขียวของพืช แป้งเกิดจากคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ เมื่อต้องการทำสิ่งนี้ ให้พิจารณาการทดลองซึ่งครั้งหนึ่งถูกจัดฉากโดย Julius Sachs

กระถางต้นไม้ (เจอเรเนียมหรือพริมโรส) ถูกเก็บไว้ในที่มืดเป็นเวลาสองวันเพื่อให้แป้งทั้งหมดถูกใช้สำหรับกระบวนการที่สำคัญ จากนั้นใบไม้หลายใบก็ถูกคลุมด้วยกระดาษสีดำทั้งสองด้านเพื่อให้ครอบคลุมเพียงบางส่วนเท่านั้น ในระหว่างวัน พืชจะได้รับแสง และในเวลากลางคืนจะมีการส่องสว่างเพิ่มเติมด้วยโคมไฟตั้งโต๊ะ

หลังจากผ่านไปหนึ่งวันใบที่ศึกษาจะถูกตัดออก เพื่อหาว่าส่วนใดของแป้งใบก่อตัวขึ้น ใบจะถูกต้มตามความประสงค์ (เพื่อให้เมล็ดแป้งพองตัว) แล้วเก็บไว้ในแอลกอฮอล์ร้อน (คลอโรฟิลล์ละลายและใบไม้เปลี่ยนสี) จากนั้นล้างใบในน้ำและบำบัดด้วยสารละลายไอโอดีนที่อ่อนแอ ส่วน Tc ของใบที่อยู่ในแสงจะได้สีฟ้าจากการกระทำของไอโอดีน ซึ่งหมายความว่าแป้งถูกสร้างขึ้นในเซลล์ของส่วนที่ส่องสว่างของใบไม้ ดังนั้นการสังเคราะห์แสงจึงเกิดขึ้นเฉพาะเมื่อมีแสงเท่านั้น

หลักฐานความต้องการคาร์บอนไดออกไซด์ในการสังเคราะห์ด้วยแสง

เพื่อพิสูจน์ว่าจำเป็นต้องมีคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อสร้างแป้งในใบ พืชในร่มก่อนหน้านี้ยังถูกเก็บไว้ในความมืด จากนั้นนำใบหนึ่งมาใส่ในขวดที่มีน้ำปูนใสเล็กน้อย ปิดฝาขวดด้วยสำลีก้าน พืชถูกเปิดเผย คาร์บอนไดออกไซด์ถูกดูดซับโดยน้ำปูนขาว จึงไม่อยู่ในขวด ใบถูกตัดออกและเช่นเดียวกับในการทดลองก่อนหน้านี้จะมีการตรวจสอบว่ามีแป้งอยู่หรือไม่ มันถูกเก็บไว้ใน น้ำร้อนและแอลกอฮอล์ บำบัดด้วยสารละลายไอโอดีน อย่างไรก็ตาม ในกรณีนี้ ผลลัพธ์ของการทดลองจะแตกต่างออกไป คือ แผ่นไม่ได้ทาสีใน สีฟ้า, เพราะ ไม่มีแป้ง ดังนั้นสำหรับการก่อตัวของแป้งนอกจากแสงและน้ำแล้วจำเป็นต้องมีคาร์บอนไดออกไซด์

ดังนั้นเราจึงตอบคำถามว่าพืชได้รับอาหารประเภทใดจากอากาศ จากประสบการณ์พบว่ามันคือคาร์บอนไดออกไซด์ มันเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการก่อตัวของอินทรียวัตถุ

สิ่งมีชีวิตที่สร้างสารอินทรีย์เพื่อสร้างร่างกายอย่างอิสระเรียกว่า autotrophs (รถยนต์กรีก - ตัวเอง, trofe - อาหาร)

หลักฐานการก่อตัวของออกซิเจนในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง

เพื่อพิสูจน์ว่าในระหว่างการสังเคราะห์แสงพืชในช่วง สภาพแวดล้อมภายนอกให้ออกซิเจน พิจารณาการทดลองด้วย พืชน้ำเอโลเดีย หน่อ Elodea ถูกหย่อนลงในภาชนะที่มีน้ำและปิดด้วยกรวยจากด้านบน วางหลอดทดลองที่เต็มไปด้วยน้ำที่ส่วนท้ายของกรวย พืชได้รับแสงเป็นเวลาสองถึงสามวัน Elodea ปล่อยฟองแก๊สออกมาเมื่อโดนแสง พวกมันสะสมอยู่ที่ด้านบนของท่อแทนที่น้ำ เพื่อค้นหาว่าเป็นก๊าซชนิดใด หลอดทดลองจะถูกลบออกอย่างระมัดระวังและนำเสี้ยนที่คุกรุ่นเข้ามา คบเพลิงจะลุกเป็นไฟ ซึ่งหมายความว่าออกซิเจนสะสมอยู่ในขวดเพื่อรองรับการเผาไหม้

บทบาทของพื้นที่ของพืช

พืชที่มีคลอโรฟิลล์สามารถดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์ได้ ดังนั้น K.A. Timiryazev เรียกบทบาทของพวกเขาในโลกจักรวาล ส่วนหนึ่งของพลังงานแสงอาทิตย์ที่เก็บไว้ในอินทรียวัตถุสามารถเก็บไว้ได้นาน ถ่านหิน พีท น้ำมัน เกิดขึ้นจากสารที่สร้างขึ้นโดยพืชสีเขียวในสมัยทางธรณีวิทยาโบราณและดูดซับพลังงานของดวงอาทิตย์ โดยการเผาวัสดุที่ติดไฟได้ตามธรรมชาติ บุคคลจะปล่อยพลังงานที่เก็บไว้เมื่อหลายล้านปีก่อนโดยพืชสีเขียว

การสังเคราะห์ด้วยแสง (การทดสอบ)

1. สิ่งมีชีวิตที่สร้างสารอินทรีย์จากสารอินทรีย์เท่านั้น:

1.heterotrophs

2. autotrophs

3.เคมีบำบัด

4. มิกซ์โซโทรฟส์

2. ในระยะแสงของการสังเคราะห์แสง สิ่งต่อไปนี้จะเกิดขึ้น:

1.การก่อตัวของ ATP

2.การก่อตัวของกลูโคส

3.การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์

4.การก่อตัวของคาร์โบไฮเดรต

3. ในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงจะเกิดออกซิเจนซึ่งถูกปล่อยออกมาในกระบวนการ:

1. การสังเคราะห์โปรตีน

2.โฟโตไลซิส

3.กระตุ้นโมเลกุลคลอโรฟิลล์

4.สารประกอบคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ

4. จากการสังเคราะห์แสง พลังงานแสงจะถูกแปลงเป็น:

1. พลังงานความร้อน

2.พลังงานเคมีของสารประกอบอนินทรีย์

3. พลังงานไฟฟ้าพลังงานความร้อน

4.พลังงานเคมีของสารประกอบอินทรีย์

5. การหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจนในสิ่งมีชีวิตดำเนินไปในกระบวนการ:

1.ออกซิเจนออกซิเดชัน

2. การสังเคราะห์ด้วยแสง

3.หมัก

4. การสังเคราะห์ทางเคมี

6. ผลิตภัณฑ์สุดท้ายของการเกิดออกซิเดชันของคาร์โบไฮเดรตในเซลล์ ได้แก่

1.ADP และน้ำ

2.แอมโมเนียและคาร์บอนไดออกไซด์

3.น้ำและคาร์บอนไดออกไซด์

4.แอมโมเนีย คาร์บอนไดออกไซด์ และน้ำ

7. เปิด ขั้นเตรียมการไฮโดรไลซิสเกิดขึ้นเมื่อคาร์โบไฮเดรตแตกตัว:

1. เซลลูโลสเป็นกลูโคส

2. โปรตีนเป็นกรดอะมิโน

3.DNA สู่นิวคลีโอไทด์

4.ไขมันเป็นกลีเซอรอลและกรดคาร์บอกซิลิก

8. เอ็นไซม์ให้ออกซิเจนออกซิเดชัน:

1.ระบบทางเดินอาหารและไลโซโซม

2. ไซโตพลาสซึม

3.ไมโทคอนเดรีย

4.พลาสติด

9. ระหว่าง glycolysis กลูโคส 3 โมลจะถูกเก็บไว้ในรูปของ ATP:

10. กลูโคสสองโมลได้รับการออกซิเดชันอย่างสมบูรณ์ในเซลล์สัตว์ในขณะที่ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์:

11. ในกระบวนการสังเคราะห์ทางเคมี สิ่งมีชีวิตจะเปลี่ยนพลังงานของการเกิดออกซิเดชัน:

1.สารประกอบกำมะถัน

2.สารประกอบอินทรีย์

3.แป้ง

12. ยีนหนึ่งตัวสอดคล้องกับข้อมูลเกี่ยวกับโมเลกุล:

1.กรดอะมิโน

2.แป้ง

4.นิวคลีโอไทด์

13. รหัสพันธุกรรมประกอบด้วยนิวคลีโอไทด์สามตัว ซึ่งหมายความว่า:

1. เฉพาะ

2. ซ้ำซ้อน

3.สากล

4.แฝด

14. ในรหัสพันธุกรรมกรดอะมิโนหนึ่งตัวสอดคล้องกับแฝด 2-6 สิ่งนี้แสดงออก:

1.ความต่อเนื่อง

2. ความซ้ำซ้อน

3.ความคล่องตัว

4.ความจำเพาะ

15. ถ้าองค์ประกอบนิวคลีโอไทด์ของ DNA คือ ATT-CHC-TAT ดังนั้นองค์ประกอบนิวคลีโอไทด์ของ i-RNA:
1.TAA-CHTs-UTA

2.UAA-GCG-AUA

3.UAA-CHC-AUA

4.UAA-CHC-ATA

16. การสังเคราะห์โปรตีนไม่เกิดขึ้นกับไรโบโซมของตัวเองใน:

1.ไวรัสโมเสกยาสูบ

2. แมลงหวี่

3.ant

4.วิบริโอ อหิวาตกโรค

17. ยาปฏิชีวนะ:

1.เป็นโปรตีนป้องกันเลือด

2.สังเคราะห์โปรตีนใหม่ในร่างกาย

3.เป็นเชื้อโรคที่อ่อนแอ

4.ยับยั้งการสังเคราะห์โปรตีนของเชื้อโรค

18. ส่วนของโมเลกุลดีเอ็นเอที่เกิดการจำลองมี 30,000 นิวคลีโอไทด์ (ทั้งสองเส้น) สำหรับการจำลองแบบคุณจะต้อง:

19. กรดอะมิโนหลายชนิดสามารถขนส่ง t-RNA ได้กี่ตัว:

1.เสมอกัน

2.เสมอสอง

3.เสมอสาม

4. บางคนอาจพกติดตัว บางคนอาจพกหลายตัว

20. บริเวณ DNA ที่เกิดการถอดรหัสประกอบด้วย 153 นิวคลีโอไทด์ โพลีเปปไทด์ถูกเข้ารหัสในภูมิภาคนี้จาก:

กรดอะมิโน 1.153

กรดอะมิโน 2.51

3.49 กรดอะมิโน

4.459 กรดอะมิโน

21. ในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง ออกซิเจนจะเกิดขึ้นจาก

1. น้ำสังเคราะห์แสง

2.​การสลายตัวของก๊าซคาร์บอน

3. การลดคาร์บอนไดออกไซด์เป็นกลูโคส

4. การสังเคราะห์เอทีพี

ในระหว่างกระบวนการสังเคราะห์แสง

1. การสังเคราะห์คาร์โบไฮเดรตและการปล่อยออกซิเจน

2. การระเหยของน้ำและการดูดซึมของออกซิเจน

3. การแลกเปลี่ยนก๊าซและการสังเคราะห์ไขมัน

4. การปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และการสังเคราะห์โปรตีน

23. ในระยะแสงของการสังเคราะห์ด้วยแสง พลังงานของแสงแดดจะใช้ในการสังเคราะห์โมเลกุล

1. ไขมัน

2. โปรตีน

3. กรดนิวคลีอิก

24. ภายใต้อิทธิพลของพลังงานแสงแดด อิเล็กตรอนจะสูงขึ้น ระดับพลังงานในโมเลกุล

1. กระรอก

2. กลูโคส

3. คลอโรฟิลล์

4. การสังเคราะห์โปรตีน

25. เซลล์พืช เหมือนกับเซลล์สัตว์ ได้รับพลังงานในกระบวนการ .

1. การเกิดออกซิเดชันของสารอินทรีย์

2. การสังเคราะห์โปรตีน

3. การสังเคราะห์ไขมัน

4. การสังเคราะห์กรดนิวคลีอิก

การสังเคราะห์แสงเกิดขึ้นในคลอโรพลาสต์ของเซลล์พืช คลอโรพลาสประกอบด้วยคลอโรฟิลล์รงควัตถุซึ่งเกี่ยวข้องกับกระบวนการสังเคราะห์แสงและให้พืช สีเขียว. ตามมาด้วยว่าการสังเคราะห์แสงเกิดขึ้นเฉพาะในส่วนสีเขียวของพืชเท่านั้น

การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นกระบวนการสร้างอินทรียวัตถุจากสารอนินทรีย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กลูโคสเป็นสารอินทรีย์ และน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์เป็นอนินทรีย์

แสงแดดเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการสังเคราะห์แสงเช่นกัน พลังงานแสงถูกเก็บไว้ใน พันธะเคมีอินทรียฺวัตถุ. ในนี้คือ จุดหลักการสังเคราะห์ด้วยแสง : เพื่อผูกมัดพลังงานซึ่งต่อมาจะถูกนำมาใช้เพื่อสนับสนุนชีวิตของพืชหรือสัตว์ที่กินพืชชนิดนี้ อินทรียวัตถุเป็นเพียงรูปแบบวิธีเก็บพลังงานแสงอาทิตย์

เมื่อการสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นในเซลล์ ปฏิกิริยาต่างๆ จะเกิดขึ้นในคลอโรพลาสต์และบนเยื่อหุ้มของพวกมัน

ไม่ใช่ทุกคนที่ต้องการแสงสว่าง ดังนั้น การสังเคราะห์แสงจึงมี 2 ระยะ คือ แสงและความมืด เฟสมืดไม่ต้องการแสงและสามารถเกิดขึ้นได้ในตอนกลางคืน

คาร์บอนไดออกไซด์เข้าสู่เซลล์จากอากาศผ่านพื้นผิวของพืช น้ำกำลังมาจากรากตามลำต้น

อันเป็นผลมาจากกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงไม่เพียง แต่สร้างสารอินทรีย์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงออกซิเจนด้วย ออกซิเจนถูกปล่อยสู่อากาศผ่านพื้นผิวของพืช

กลูโคสที่เกิดขึ้นจากการสังเคราะห์ด้วยแสงจะถูกถ่ายโอนไปยังเซลล์อื่น กลายเป็นแป้ง (ถูกเก็บไว้) และใช้สำหรับกระบวนการของชีวิต

อวัยวะหลักที่สังเคราะห์แสงเกิดขึ้นในพืชส่วนใหญ่คือใบ มันอยู่ในใบไม้ที่มีเซลล์สังเคราะห์แสงจำนวนมากที่ประกอบเป็นเนื้อเยื่อสังเคราะห์แสง

เนื่องจากจำเป็นต่อการสังเคราะห์แสง แสงแดด, ใบมักจะมีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่. กล่าวอีกนัยหนึ่งคือแบนและบาง เพื่อให้แสงส่องถึงใบทั้งหมดจึงจัดวางในพืชเพื่อไม่ให้บดบังกัน

ดังนั้น เพื่อให้กระบวนการสังเคราะห์แสงเกิดขึ้น คาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ และแสง. ผลิตภัณฑ์จากการสังเคราะห์ด้วยแสงคือ สารอินทรีย์ (กลูโคส) และออกซิเจน. การสังเคราะห์แสงเกิดขึ้นในคลอโรพลาสต์ซึ่งพบมากในใบ

ในพืช (ส่วนใหญ่อยู่ในใบ) การสังเคราะห์แสงจะเกิดขึ้นในแสง นี่เป็นกระบวนการที่สารอินทรีย์กลูโคส (น้ำตาลชนิดหนึ่ง) เกิดขึ้นจากคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ นอกจากนี้ กลูโคสในเซลล์จะถูกแปลงเป็นสารที่ซับซ้อนมากขึ้น นั่นคือแป้ง ทั้งกลูโคสและแป้งเป็นคาร์โบไฮเดรต

ในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ไม่เพียงผลิตอินทรียวัตถุเท่านั้น แต่ออกซิเจนยังถูกปล่อยออกมาเป็นผลพลอยได้

คาร์บอนไดออกไซด์และน้ำคือ สารอนินทรีย์และกลูโคสและแป้งเป็นสารอินทรีย์

ดังนั้นจึงมักกล่าวกันว่าการสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นกระบวนการของการก่อตัวของสารอินทรีย์จากสารอนินทรีย์ในแสง มีเพียงพืช ยูคาริโอตเซลล์เดียวบางชนิด และแบคทีเรียบางชนิดเท่านั้นที่สามารถสังเคราะห์แสงได้ ไม่มีกระบวนการดังกล่าวในเซลล์ของสัตว์และเชื้อรา ดังนั้น พวกมันจึงถูกบังคับให้ดูดซับจาก สิ่งแวดล้อมสารอินทรีย์ ในเรื่องนี้พืชเรียกว่าออโตโทรฟและสัตว์และเชื้อราเรียกว่าเฮเทอโรโทรฟ

กระบวนการสังเคราะห์แสงในพืชเกิดขึ้นในคลอโรพลาสต์ซึ่งมีคลอโรฟิลล์เม็ดสีเขียว

ดังนั้น ในการสังเคราะห์แสง คุณจำเป็นต้อง:

คลอโรฟิลล์,

คาร์บอนไดออกไซด์.

กระบวนการสังเคราะห์แสงทำให้เกิด:

อินทรียฺวัตถุ,

ออกซิเจน

พืชถูกดัดแปลงให้จับแสงมากมาย ไม้ล้มลุกใบจะถูกเก็บรวบรวมในสิ่งที่เรียกว่าดอกกุหลาบฐานเมื่อใบไม่แรเงาซึ่งกันและกัน ต้นไม้มีลักษณะเป็นโมเสกใบไม้ ซึ่งใบจะเติบโตในลักษณะที่บดบังซึ่งกันและกันให้น้อยที่สุด ในพืช ใบมีดสามารถหันไปทางแสงได้เนื่องจากการงอของก้านใบ ทั้งที่ทั้งหมดนี้ก็มี พืชที่ชอบร่มเงาซึ่งสามารถเติบโตได้ในที่ร่มเท่านั้น

น้ำเพื่อการสังเคราะห์แสงมาถึงลงในใบจากรากเหง้าตามลำต้น. ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญที่พืชจะได้รับความชื้นเพียงพอ กับการขาดแคลนน้ำบ้าง แร่ธาตุกระบวนการสังเคราะห์แสงถูกยับยั้ง

คาร์บอนไดออกไซด์ถ่ายเพื่อการสังเคราะห์แสงโดยตรงขาดอากาศใบไม้. ในทางกลับกัน ออกซิเจนซึ่งผลิตโดยพืชในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงจะถูกปล่อยสู่อากาศ การแลกเปลี่ยนก๊าซได้รับการอำนวยความสะดวกโดยช่องว่างระหว่างเซลล์ (ช่องว่างระหว่างเซลล์)

สารอินทรีย์ที่เกิดขึ้นในกระบวนการสังเคราะห์แสงนั้นส่วนหนึ่งใช้ในใบเอง แต่ส่วนใหญ่จะไหลเข้าสู่อวัยวะอื่นทั้งหมดและกลายเป็นสารอินทรีย์อื่น ๆ ใช้ในการเผาผลาญพลังงานและจะถูกแปลงเป็นสารอาหารสำรอง

การสังเคราะห์ด้วยแสง

การสังเคราะห์ด้วยแสง- กระบวนการสังเคราะห์สารอินทรีย์เนื่องจากพลังงานแสง สิ่งมีชีวิตที่มีความสามารถในการสังเคราะห์สารอินทรีย์จากสารประกอบอนินทรีย์เรียกว่า autotrophic การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นลักษณะเฉพาะของเซลล์ของสิ่งมีชีวิต autotrophic สิ่งมีชีวิตที่แตกต่างกันไม่สามารถสังเคราะห์สารอินทรีย์จากสารประกอบอนินทรีย์ได้
เซลล์ของพืชสีเขียวและแบคทีเรียบางชนิดมีโครงสร้างและคอมเพล็กซ์พิเศษ สารเคมีที่ช่วยให้จับพลังงานของแสงแดดได้

บทบาทของคลอโรพลาสต์ในการสังเคราะห์แสง

ในเซลล์พืชมีการก่อตัวด้วยกล้องจุลทรรศน์ - คลอโรพลาสต์ เหล่านี้เป็นออร์แกเนลล์ที่พลังงานและแสงถูกดูดซับและเปลี่ยนเป็นพลังงานของ ATP และโมเลกุลอื่น ๆ - ตัวพาพลังงาน เมล็ดคลอโรพลาสต์ประกอบด้วยคลอโรฟิลล์ซึ่งเป็นสารอินทรีย์ที่ซับซ้อน คลอโรฟิลล์จับพลังงานแสงเพื่อใช้ในกระบวนการสังเคราะห์กลูโคสและสารอินทรีย์อื่นๆ เอนไซม์ที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์กลูโคสก็อยู่ในคลอโรพลาสต์เช่นกัน

ระยะแสงของการสังเคราะห์ด้วยแสง

ควอนตัมของแสงสีแดงที่คลอโรฟิลล์ดูดกลืนจะทำให้อิเล็กตรอนอยู่ในสถานะตื่นเต้น อิเล็กตรอนที่ถูกกระตุ้นด้วยแสงจะได้รับพลังงานจำนวนมาก อันเป็นผลมาจากการเคลื่อนที่ไปสู่ระดับพลังงานที่สูงขึ้น อิเล็กตรอนที่ถูกกระตุ้นด้วยแสงเปรียบได้กับหินที่ยกขึ้นสูง ซึ่งได้รับพลังงานศักย์เช่นกัน เขาสูญเสียเธอจากการตกจากที่สูง อิเล็กตรอนที่ถูกกระตุ้นนั้นเคลื่อนที่ไปตามสายโซ่ของสารประกอบอินทรีย์ที่ซับซ้อนซึ่งฝังอยู่ในคลอโรพลาสต์ อิเล็กตรอนจะสูญเสียพลังงานซึ่งใช้สำหรับการสังเคราะห์เอทีพีเมื่อเคลื่อนที่จากระยะหนึ่งไปอีกระยะหนึ่ง อิเล็กตรอนที่สูญเสียพลังงานจะกลับไปเป็นคลอโรฟิลล์ พลังงานแสงส่วนใหม่กระตุ้นอิเล็กตรอนคลอโรฟิลล์อีกครั้ง มันเดินตามเส้นทางเดิมอีกครั้ง โดยใช้พลังงานในการสร้างโมเลกุลเอทีพี
ไฮโดรเจนไอออนและอิเล็กตรอน ซึ่งจำเป็นสำหรับการลดโมเลกุลของตัวพาพลังงาน จะเกิดขึ้นในระหว่างการแยกโมเลกุลของน้ำ การสลายตัวของโมเลกุลของน้ำในคลอโรพลาสต์นั้นดำเนินการโดยโปรตีนพิเศษภายใต้อิทธิพลของแสง กระบวนการนี้เรียกว่า โฟโตไลซิสของน้ำ.
ดังนั้นพลังงานของแสงแดดจึงถูกใช้โดยเซลล์พืชโดยตรงสำหรับ:
1. การกระตุ้นของคลอโรฟิลล์อิเล็กตรอนซึ่งเป็นพลังงานที่ใช้ต่อไปในการก่อตัวของ ATP และโมเลกุลของตัวพาพลังงานอื่น ๆ
2. photolysis ของน้ำส่งไฮโดรเจนไอออนและอิเล็กตรอนไปยังเฟสแสงของการสังเคราะห์ด้วยแสง
ในกรณีนี้ ออกซิเจนจะถูกปล่อยออกมาเป็นผลพลอยได้จากปฏิกิริยาโฟโตไลซิส

ขั้นตอนในระหว่างนั้นเนื่องจากพลังงานของแสงสารประกอบที่อุดมด้วยพลังงานจะเกิดขึ้น - ATP และโมเลกุลของตัวพาพลังงานเรียกว่า ระยะแสงของการสังเคราะห์แสง.

ระยะมืดของการสังเคราะห์แสง

คลอโรพลาสต์ประกอบด้วยน้ำตาลคาร์บอน 5 ชนิด ซึ่งหนึ่งในนั้นคือ ไรบูโลส ไดฟอสเฟตเป็นตัวเก็บคาร์บอนไดออกไซด์ เอนไซม์พิเศษจับน้ำตาลคาร์บอนห้าคาร์บอนกับคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศ ในกรณีนี้ สารประกอบจะก่อตัวขึ้นเนื่องจากพลังงานของ ATP และโมเลกุลของตัวพาพลังงานอื่นๆ ลดลงเหลือโมเลกุลกลูโคสคาร์บอน 6 ตัว

ดังนั้นพลังงานแสงที่แปลงในช่วงแสงเป็นพลังงานของ ATP และโมเลกุลของตัวพาพลังงานอื่น ๆ จะถูกใช้เพื่อสังเคราะห์กลูโคส

กระบวนการเหล่านี้สามารถเกิดขึ้นได้ในความมืด
เป็นไปได้ที่จะแยกคลอโรพลาสต์ออกจากเซลล์พืชซึ่งทำการสังเคราะห์ด้วยแสงในหลอดทดลองภายใต้การกระทำของแสง - พวกมันสร้างโมเลกุลกลูโคสใหม่ในขณะที่ดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ หากการส่องสว่างของคลอโรพลาสต์หยุดลง การสังเคราะห์กลูโคสก็ถูกระงับเช่นกัน อย่างไรก็ตาม หากเพิ่ม ATP และโมเลกุลของตัวพาพลังงานที่ลดลงในคลอโรพลาสต์ การสังเคราะห์กลูโคสจะกลับมาทำงานต่อและสามารถดำเนินต่อไปในความมืด ซึ่งหมายความว่าแสงจำเป็นจริงๆ สำหรับการสังเคราะห์ ATP และการชาร์จโมเลกุลของตัวพาพลังงานเท่านั้น การดูดซึมคาร์บอนไดออกไซด์และการเกิดกลูโคสในพืชเรียกว่า ระยะมืดของการสังเคราะห์แสงเพราะเธอเดินในความมืดได้
การให้แสงที่เข้มข้น คาร์บอนไดออกไซด์ที่เพิ่มขึ้นในอากาศทำให้กิจกรรมการสังเคราะห์ด้วยแสงเพิ่มขึ้น

หมายเหตุชีววิทยาอื่น ๆ

บทความที่น่าสนใจเพิ่มเติม:

ประวัติความเป็นมาของการค้นพบปรากฏการณ์ที่น่าอัศจรรย์และมีความสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากการสังเคราะห์ด้วยแสงมีรากฐานมาจากอดีต กว่าสี่ศตวรรษที่ผ่านมาในปี 1600 นักวิทยาศาสตร์ชาวเบลเยี่ยม Jan Van - Helmont ได้ทำการทดลองง่ายๆ เขาวางกิ่งวิลโลว์ไว้ในถุงที่บรรจุดิน 80 กก. นักวิทยาศาสตร์บันทึกน้ำหนักเริ่มต้นของต้นวิลโลว์แล้วรดน้ำต้นไม้ด้วยน้ำฝนโดยเฉพาะเป็นเวลาห้าปี อะไรคือความประหลาดใจของแจน แวน - เฮลมงต์ เมื่อเขาชั่งน้ำหนักต้นวิลโลว์อีกครั้ง น้ำหนักของพืชเพิ่มขึ้น 65 กก. และมวลของโลกลดลงเพียง 50 กรัม! พืชได้รับสารอาหาร 64 กก. 950 กรัมสำหรับนักวิทยาศาสตร์ที่ไหนยังคงเป็นปริศนา!

การทดลองที่สำคัญครั้งต่อไปบนเส้นทางสู่การค้นพบการสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นของนักเคมีชาวอังกฤษ โจเซฟ พรีสลีย์ นักวิทยาศาสตร์วางหนูไว้ใต้หมวก และหลังจากนั้นห้าชั่วโมง หนูก็ตาย เมื่อ Priestley วางกิ่งสะระแหน่ด้วยเมาส์และคลุมหนูด้วยหมวก หนูก็ยังมีชีวิตอยู่ การทดลองนี้ทำให้นักวิทยาศาสตร์คิดว่ามีกระบวนการที่ตรงกันข้ามกับการหายใจ Jan Ingenhaus ในปี ค.ศ. 1779 ได้กำหนดความจริงที่ว่ามีเพียงส่วนสีเขียวของพืชเท่านั้นที่สามารถปล่อยออกซิเจนได้ สามปีต่อมา นักวิทยาศาสตร์ชาวสวิส Jean Senebier ได้พิสูจน์ว่าคาร์บอนไดออกไซด์ภายใต้อิทธิพลของแสงแดด สลายตัวในออร์แกเนลล์สีเขียวของพืช เพียงห้าปีต่อมา Jacques Boussingault นักวิทยาศาสตร์ชาวฝรั่งเศส กำลังดำเนินการ การวิจัยในห้องปฏิบัติการค้นพบความจริงที่ว่าพืชดูดซับน้ำก็เกิดขึ้นในระหว่างการสังเคราะห์สารอินทรีย์เช่นกัน การค้นพบสถานที่สำคัญในปี 1864 เกิดขึ้นโดยนักพฤกษศาสตร์ชาวเยอรมัน Julius Sachs เขาสามารถพิสูจน์ได้ว่าปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่บริโภคและออกซิเจนที่ปล่อยออกมานั้นเกิดขึ้นในอัตราส่วน 1: 1

การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นหนึ่งในกระบวนการทางชีววิทยาที่สำคัญที่สุด

การพูด ภาษาวิทยาศาสตร์, การสังเคราะห์ด้วยแสง (จากภาษากรีก φῶς - แสง และ σύνθεσις - การเชื่อมต่อ, การผูกมัด) เป็นกระบวนการที่สารอินทรีย์ก่อตัวขึ้นจากคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำในแสง บทบาทหลักในกระบวนการนี้เป็นของกลุ่มสังเคราะห์แสง

ถ้าจะเปรียบเปรย ใบของพืชสามารถเปรียบได้กับห้องทดลอง โดยหน้าต่างที่หันไปทางด้านที่มีแดดส่อง มันอยู่ในนั้นที่การก่อตัวของสารอินทรีย์เกิดขึ้น กระบวนการนี้เป็นพื้นฐานสำหรับการดำรงอยู่ของทุกชีวิตบนโลก

หลายคนจะถามคำถามอย่างมีเหตุผลว่า คนที่อาศัยอยู่ในเมืองหายใจอย่างไร ไม่ใช่แค่ต้นไม้เท่านั้น และคุณไม่สามารถหาใบหญ้าในตอนกลางวันที่มีไฟได้ คำตอบนั้นง่ายมาก ความจริงก็คือพืชบกเป็นเพียง 20% ของออกซิเจนที่พืชปล่อยออกมา สาหร่ายมีบทบาทสำคัญในการผลิตออกซิเจนสู่ชั้นบรรยากาศ พวกเขาคิดเป็น 80% ของออกซิเจนที่ผลิต ในภาษาของตัวเลข ทั้งพืชและสาหร่ายปล่อยออกซิเจน 145 พันล้านตัน (!) สู่บรรยากาศทุกปี! ไม่น่าแปลกใจที่มหาสมุทรของโลกถูกเรียกว่า "ปอดของโลก"

สูตรทั่วไปการสังเคราะห์แสงมีลักษณะดังนี้:

น้ำ + คาร์บอนไดออกไซด์ + แสง → คาร์โบไฮเดรต + ออกซิเจน

ทำไมพืชถึงต้องการการสังเคราะห์ด้วยแสง?

ดังที่เราได้เห็นแล้ว การสังเคราะห์ด้วยแสงคือ เงื่อนไขที่จำเป็นการดำรงอยู่ของมนุษย์บนโลก อย่างไรก็ตาม นี่ไม่ใช่เหตุผลเดียวที่สิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงผลิตออกซิเจนขึ้นสู่บรรยากาศอย่างแข็งขัน ความจริงก็คือว่าทั้งสาหร่ายและพืชทุกปีสร้างสารอินทรีย์มากกว่า 100 พันล้าน (!) ซึ่งเป็นพื้นฐานของกิจกรรมชีวิตของพวกเขา เมื่อระลึกถึงการทดลองของ Jan Van Helmont เราเข้าใจดีว่าการสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นพื้นฐานของธาตุอาหารพืช ได้รับการพิสูจน์ทางวิทยาศาสตร์แล้วว่า 95% ของพืชถูกกำหนดโดยสารอินทรีย์ที่พืชได้รับในกระบวนการสังเคราะห์แสงและ 5% - ปุ๋ยแร่ที่ชาวสวนใส่ลงไปในดิน

ชาวเมืองในฤดูร้อนสมัยใหม่ให้ความสำคัญกับธาตุอาหารในดินของพืชโดยลืมเรื่องโภชนาการในอากาศ ไม่มีใครรู้ว่าชาวสวนเก็บเกี่ยวประเภทใดได้หากพวกเขาใส่ใจกับกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

อย่างไรก็ตาม พืชและสาหร่ายไม่สามารถผลิตออกซิเจนและคาร์โบไฮเดรตอย่างแข็งขันได้ หากพวกมันไม่มีสารสีเขียวที่น่าอัศจรรย์ นั่นคือ คลอโรฟิลล์

ความลับของเม็ดสีเขียว

ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างเซลล์พืชและเซลล์ของสิ่งมีชีวิตอื่นคือการมีอยู่ของคลอโรฟิลล์ อย่างไรก็ตาม เขาเป็นคนที่เป็นต้นเหตุของความจริงที่ว่าใบของพืชมีสีเขียวอย่างแม่นยำ สารประกอบอินทรีย์ที่ซับซ้อนนี้มีคุณสมบัติที่น่าทึ่งอย่างหนึ่ง: สามารถดูดซับแสงแดดได้! ต้องขอบคุณคลอโรฟิลล์ กระบวนการสังเคราะห์แสงจึงเกิดขึ้นได้

สองขั้นตอนของการสังเคราะห์ด้วยแสง

การพูด ภาษาธรรมดาการสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นกระบวนการที่พืชดูดซับน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ในที่ที่มีแสงโดยใช้คลอโรฟิลล์ทำให้เกิดน้ำตาลและออกซิเจน ดังนั้นสารอนินทรีย์จึงถูกเปลี่ยนเป็นสารอินทรีย์อย่างน่าอัศจรรย์ น้ำตาลที่ได้คือแหล่งพลังงานของพืช

การสังเคราะห์ด้วยแสงมีสองขั้นตอน: แสงและความมืด

ระยะแสงของการสังเคราะห์ด้วยแสง

เกิดขึ้นที่เยื่อหุ้มไทลาคอยด์

ไทลาคอยด์เป็นโครงสร้างที่ล้อมรอบด้วยเมมเบรน พวกมันอยู่ในสโตรมาของคลอโรพลาสต์

ลำดับเหตุการณ์ของระยะแสงของการสังเคราะห์ด้วยแสง:

1. แสงกระทบกับโมเลกุลของคลอโรฟิลล์ ซึ่งจะถูกดูดซึมโดยเม็ดสีเขียวและนำเข้าสู่สภาวะตื่นเต้น อิเล็กตรอนที่รวมอยู่ในโมเลกุลจะไปถึงระดับที่สูงขึ้นมีส่วนร่วมในกระบวนการสังเคราะห์
2. มีการแยกน้ำในระหว่างที่โปรตอนภายใต้อิทธิพลของอิเล็กตรอนกลายเป็นอะตอมไฮโดรเจน ต่อจากนั้นก็ใช้ไปกับการสังเคราะห์คาร์โบไฮเดรต
3. ในขั้นตอนสุดท้ายของระยะแสง ATP (adenosine triphosphate) จะถูกสังเคราะห์ นี่คือสารอินทรีย์ที่ทำหน้าที่เป็นตัวสะสมพลังงานสากลในระบบชีวภาพ

ระยะมืดของการสังเคราะห์แสง

บริเวณที่มืดคือสโตรมาของคลอโรพลาสต์ อยู่ในช่วงมืดที่มีการปล่อยออกซิเจนและสังเคราะห์กลูโคส หลายคนอาจคิดว่าระยะนี้ได้รับชื่อดังกล่าวเนื่องจากกระบวนการที่เกิดขึ้นภายในขั้นตอนนี้จะดำเนินการเฉพาะตอนกลางคืนเท่านั้น อันที่จริงสิ่งนี้ไม่เป็นความจริงทั้งหมด การสังเคราะห์กลูโคสเกิดขึ้นตลอดเวลา ประเด็นคือมันคือ เวทีนี้พลังงานแสงจะไม่ถูกใช้อีกต่อไป ซึ่งหมายความว่าไม่จำเป็น

ความสำคัญของการสังเคราะห์แสงสำหรับพืช

เราได้ระบุถึงข้อเท็จจริงที่ว่าพืชต้องการการสังเคราะห์ด้วยแสงไม่น้อยกว่าที่เราต้องการแล้ว มันง่ายมากที่จะพูดถึงมาตราส่วนของการสังเคราะห์ด้วยแสงในภาษาของตัวเลข นักวิทยาศาสตร์ได้คำนวณว่ามีเพียงพืชบนบกเท่านั้นที่เก็บพลังงานแสงอาทิตย์ได้มากเท่ากับ 100 เมืองใหญ่ที่สามารถใช้ได้ภายใน 100 ปี!

การหายใจของพืชเป็นกระบวนการที่ตรงกันข้ามกับการสังเคราะห์ด้วยแสง ความหมายของการหายใจของพืชคือการปลดปล่อยพลังงานในกระบวนการสังเคราะห์แสงและนำพลังงานนั้นไปใช้กับความต้องการของพืช กล่าวอย่างง่าย ๆ การเก็บเกี่ยวคือความแตกต่างระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงและการหายใจ ยิ่งสังเคราะห์แสงและการหายใจน้อยลงเท่าใด การเก็บเกี่ยวก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น และในทางกลับกัน!

การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นกระบวนการที่น่าทึ่งที่ทำให้ ชีวิตที่เป็นไปได้บนพื้น!