Садржај
- Биљне ћелије против ћелија животиња
- Улога фотосинтезе
- Реакције фотосинтезе
- Хемија хлорофила
- Фотоекспозиција хлорофила
Када размишљате о грани науке која је укључена у то како биљке добијају "храну", вероватно прво размислите о биологији. Али у стварности, физика је у служби биологије, јер је светлосна енергија са сунца прво кренула у брзину, а сада наставља да напаја, цео живот на планети Земљи. Точније, то је каскада преноса енергије која се покреће када фотони у деловима лаког удара хлорофил молекул.
Улога фотона у фотосинтеза треба да апсорбује хлорофил на начин који узрокује да електрони у делу молекула хлорофила постану привремено „узбуђени“, или у вишем енергетском стању. Како се враћају према свом уобичајеном енергетском нивоу, енергија коју испуштају покреће први део фотосинтезе. Дакле, без хлорофила не би могло доћи до фотосинтезе.
Биљне ћелије против ћелија животиња
Биљке и животиње су обоје еукариоти. Као такве, њихове ћелије имају далеко више од најмањег нивоа свих ћелија (ћелијска мембрана, рибосоми, цитоплазма и ДНК). Њихове ћелије су богате мембранским везама органеле, који обављају специјализоване функције у ћелији. Један од њих је ексклузиван за биљке и назива се хлоропласт. У овим дугуљастим органелама долази до фотосинтезе.
Унутар хлоропласта су структуре назване тилакоиди, које имају своју мембрану. Унутар тилакоида се налази молекул познат као хлорофил, у одређеном смислу чекајући упутства у облику буквалног блица светлости.
Прочитајте више о сличностима и разликама између биљних и животињских ћелија.
Улога фотосинтезе
Свим живим бићима је потребан извор угљеника за гориво. Животиње могу добити довољно само једући и чекајући да им пробавни и ћелијски ензими пребаце материју у молекуле глукозе. Али биљке морају да уносе угљеник кроз своје лишће, у облику гас угљен диоксид (ЦО2) у атмосфери.
Улога фотосинтезе је да сортира уловљене биљке до исте тачке, метаболички речено, да су животиње одједном створиле глукозу из своје хране. У животиња то значи стварање различитих молекула који садрже угљеник мање пре него што уопште дођу до ћелија, али код биљака то значи стварање молекула које садрже угљеник веће и унутар ћелија.
Реакције фотосинтезе
У првом сету реакција, названим светлосне реакције јер им је потребна директна светлост, ензими звани Пхотосистем И и Пхотосистем ИИ у тилакоидној мембрани користе се за претварање светлосне енергије за синтезу молекула АТП и НАДПХ, у систем за транспорт електрона.
Прочитајте више о ланцу превоза електрона.
У тзв мрачне реакције, које нити захтева светлост нити их омета, енергија сакупљена у АТП и НАДПХ (пошто ништа не може директно „складиштити“ светлост) користи се за изградњу глукозе из угљен-диоксида и других извора угљеника у биљци.
Хемија хлорофила
Биљке поред хлорофила имају и много пигмената, као што су фикоетрин и каротеноиди. Хлорофил, међутим, има а порфирин структура прстена, слична оној у молекули хемоглобина код људи. Порфирински прстен хлорофила садржи елемент магнезијум, мада се гвожђе налази у хемоглобину.
Хлорофил апсорбује светлост у зеленом делу видљивог дела светлосног спектра, који се протеже у распону од око 350 до 800 милијарди милијарди метра.
Фотоекспозиција хлорофила
У одређеном смислу, биљни рецептори за светлост апсорбују фотоне и користе их за потицање електрона који успављују у стање побуђене будности, што их доводи до степеница. Коначно, и суседни електрони у оближњим „кућама“ са хлорофилом такође почињу да трче. Како се враћају у спавачима, њихово јурљање доле омогућава да се шећер изгради кроз сложен механизам који заробљава енергију из њихових подножја.
Када се енергија преноси из једне молекуле хлорофила у суседну, то се назива резонантним преносом енергије, или екцитон трансфер.