Περιεχόμενο
Η φωτοσύνθεση είναι η μέθοδος μετατροπής πρωτογενούς ενέργειας που τροφοδοτεί τον κόσμο των φυτών και, κατ 'επέκταση, τον κόσμο των ζώων. Στη μετατροπή της φωτεινής ενέργειας στη χημική ενέργεια, η φωτοσύνθεση είναι το βασικό δομικό στοιχείο σχεδόν της ζωής σε αυτόν τον πλανήτη. Η κατανόηση των βασικών στοιχείων της φωτοσύνθεσης επιτρέπει την καλύτερη κατανόηση του αντίκτυπου των ενεργειακών πηγών στη ζωή.
Η ανάγκη για τροφοδοσία
Η ζωή υποστηρίζεται από την κατανάλωση ενέργειας. Χωρίς ενέργεια, η ζωή είναι αδύνατη. Εντούτοις, η ενέργεια, για να είναι όσο το δυνατόν πιο χρήσιμη, πρέπει να υπάρχει σε μια μορφή που μπορεί να αποθηκευτεί, να μετακινηθεί και να χρησιμοποιηθεί όπως απαιτείται αντί να χρησιμοποιείται μόνο όταν υπάρχει από εξωτερική πηγή. Υπάρχει μια σειρά από μορφές ενέργειας που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη στήριξη της ζωής - κάποια βακτήρια φαίνεται να κερδίζουν την ενέργειά τους με τη μορφή θερμότητας από βαθιές πηγές που αερίζονται από κάτω από το φλοιό της Γης, για παράδειγμα. Ωστόσο, η πιο διαδεδομένη μορφή ενέργειας στον πλανήτη είναι από τον ήλιο, υπό μορφή φωτός. Η φωτοσύνθεση είναι η διαδικασία συλλογής αυτής της ενέργειας και η μετατροπή της σε χημική ουσία που μπορεί να χειριστεί προς όφελος του φυτού.
Χλωροφύλλη
Η χλωροφύλλη είναι η μηχανή μετατροπής μετατρέποντας την ενέργεια φωτός σε σάκχαρα. Η χλωροφύλλη περιέχεται σε μεμβράνες που ονομάζονται χλωροπλάστες, που βρίσκονται στο εσωτερικό των κυττάρων. Η πλειονότητα της χλωροφύλλης που βρίσκεται σε αυτούς τους χλωροπλάστες συλλέγει και μεταφέρει ενέργεια φωτός σε δύο κέντρα αντίδρασης χλωροφύλλης στο δίκτυο των χλωροπλαστών. Αυτά τα ζεύγη εκτελούν την πραγματική εργασία της μετατροπής από την φωτεινή ενέργεια σε σάκχαρα, χρησιμοποιώντας υδρογόνο και άνθρακα, παράγουν γλυκόζη και αποβάλλουν το οξυγόνο ως παραπροϊόν της φωτοσύνθεσης.
Επεξεργάζομαι, διαδικασία
Όταν το φως πλήττει την χλωροφύλλη σε ένα φύλλο, μεταφέρεται στις ζευγαρωμένες χλωροφύλλες στο αντιδραστικό κέντρο, οι οποίες χρησιμοποιούν την ενέργεια άμεσα για να συνδυάσουν το νερό, τον άνθρακα και το οξυγόνο σε μια νέα φυσική διάταξη: γλυκόζη, ένα απλό φυτικό ζάχαρη. Η αναδιάταξη, όταν αποσυναρμολογείται, απελευθερώνει ενέργεια που μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε άλλες φυσικές διεργασίες. Υπάρχει απώλεια ενέργειας στη διαδικασία. η μετατροπή της ενέργειας από τη μια μορφή στην άλλη δεν είναι 100 τοις εκατό αποδοτική. Το πλεονέκτημα της διαδικασίας, ωστόσο, είναι μια μορφή ενέργειας που μπορεί να χρησιμοποιηθεί όπως είναι ή αποθηκεύεται και χειρίζεται περαιτέρω.
Περαιτέρω στάδια
Μετά από τη φωτοσύνθεση, η γλυκόζη στο φυτό μπορεί να μετατραπεί σε δύο πιο εύκολα αποθηκευμένες μορφές χημικής ενέργειας: σύνθετους υδατάνθρακες και λιπίδια, καλύτερα γνωστά ως άμυλα και λίπη. Το άμυλο και το λίπος είναι αποθηκευτικά αποθέματα για ένα φυτό, το οποίο μπορεί να συγκρατηθεί ή να μεταφερθεί σε ιστό phloem για μελλοντικές χρήσεις.
Κεντρική ενέργεια φυτών
Μόνο τα φυτά και τα φυτά παράγουν τρόφιμα από το φως. Κανένα ζώο δεν είναι σε θέση να το πράξει. Έτσι, όλα τα φυτά θεωρούνται "παραγωγοί" και ζώα "καταναλωτές" στην οικονομία της χρήσης ενέργειας στα βιο-δίκτυα. Τα ζώα χρησιμοποιούν τα φυτά ως τρόφιμα ή τρώνε και άλλα ζώα που κάποτε έτρωγαν τα φυτά ως τρόφιμα, αλλά δεν μετατρέπουν τα φώτα σε τρόφιμα.
Επιπλέον, ακόμη και οι μορφές ενέργειας που δεν βασίζονται σε τρόφιμα βασίζονται συχνότερα στη χρήση των φυτών. Το ξύλο, ο άνθρακας και το πετρέλαιο είναι μορφές φυτών που δημιουργούν και αποθηκεύουν ενέργεια. Ενώ οι άνθρωποι έχουν αρχίσει να μαθαίνουν να χρησιμοποιούν άλλες μορφές ενέργειας, από την ενέργεια που παράγεται από το νερό μέχρι την πυρηνική ενέργεια για την άμεση μετατροπή της ηλιακής ενέργειας, η πλειοψηφία της οικονομικής μας δύναμης εξακολουθεί να βασίζεται στην ικανότητα των φυτών να συνδυάζουν την φωτεινή ενέργεια με τον άνθρακα, νερό για την παραγωγή γλυκόζης.