การสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นที่ไหนในพืช? บทเรียนชีววิทยา: การสังเคราะห์ด้วยแสงคืออะไร

สิ่งมีชีวิตทุกชนิดบนโลกต้องการอาหารหรือพลังงานเพื่อความอยู่รอด สิ่งมีชีวิตบางชนิดกินสิ่งมีชีวิตอื่น ในขณะที่บางชนิดสามารถผลิตสารอาหารของตัวมันเองได้ พวกมันผลิตอาหารของตัวเอง ซึ่งก็คือกลูโคส ในกระบวนการที่เรียกว่าการสังเคราะห์ด้วยแสง

การสังเคราะห์ด้วยแสงและการหายใจเชื่อมโยงถึงกัน ผลของการสังเคราะห์ด้วยแสงคือกลูโคสซึ่งถูกกักเก็บเป็นพลังงานเคมีเข้าไป พลังงานเคมีที่เก็บไว้นี้เป็นผลมาจากการแปลงคาร์บอนอนินทรีย์ (คาร์บอนไดออกไซด์) ให้เป็นคาร์บอนอินทรีย์ กระบวนการหายใจจะปล่อยพลังงานเคมีที่สะสมไว้ออกมา

นอกจากผลิตภัณฑ์ที่ผลิตได้ พืชยังต้องการคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจนเพื่อความอยู่รอดอีกด้วย น้ำที่ถูกดูดซึมจากดินจะให้ไฮโดรเจนและออกซิเจน ในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง คาร์บอนและน้ำจะถูกนำมาใช้ในการสังเคราะห์อาหาร พืชยังต้องการไนเตรตเพื่อสร้างกรดอะมิโน (กรดอะมิโนเป็นส่วนประกอบในการสร้างโปรตีน) นอกจากนี้พวกเขาต้องการแมกนีเซียมเพื่อผลิตคลอโรฟิลล์

หมายเหตุ:สิ่งมีชีวิตที่ต้องพึ่งอาหารอื่นเรียกว่า สัตว์กินพืชเช่นวัวและพืชที่กินแมลงเป็นตัวอย่างของเฮเทอโรโทรฟ สิ่งมีชีวิตที่ผลิตอาหารเองเรียกว่า พืชสีเขียวและสาหร่ายเป็นตัวอย่างของออโตโทรฟ

ในบทความนี้ คุณจะได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการสังเคราะห์ด้วยแสงที่เกิดขึ้นในพืชและสภาวะที่จำเป็นสำหรับกระบวนการนี้

ความหมายของการสังเคราะห์ด้วยแสง

การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นกระบวนการทางเคมีที่พืช (สาหร่ายบางชนิด) ผลิตกลูโคสและออกซิเจนจากคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ โดยใช้เพียงแสงเป็นแหล่งพลังงาน

กระบวนการนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อสิ่งมีชีวิตบนโลกเพราะมันจะปล่อยออกซิเจนซึ่งชีวิตทั้งหมดขึ้นอยู่กับ

ทำไมพืชถึงต้องการกลูโคส (อาหาร)?

เช่นเดียวกับมนุษย์และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ พืชก็ต้องการสารอาหารเพื่อความอยู่รอดเช่นกัน ความสำคัญของกลูโคสสำหรับพืชมีดังนี้:

กลูโคสที่ผลิตโดยกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงจะใช้ในระหว่างการหายใจเพื่อปล่อยพลังงานที่พืชต้องการสำหรับกระบวนการสำคัญอื่นๆ
เซลล์พืชยังแปลงกลูโคสบางส่วนให้เป็นแป้งซึ่งจะใช้ตามความจำเป็น ด้วยเหตุนี้ พืชที่ตายแล้วจึงถูกใช้เป็นชีวมวลเนื่องจากพวกมันกักเก็บพลังงานเคมี
นอกจากนี้ กลูโคสยังจำเป็นสำหรับสร้างสารเคมีอื่นๆ เช่น โปรตีน ไขมัน และน้ำตาลจากพืช ซึ่งจำเป็นต่อการรองรับการเจริญเติบโตและกระบวนการที่สำคัญอื่นๆ

ขั้นตอนการสังเคราะห์ด้วยแสง

กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงแบ่งออกเป็นสองขั้นตอน: แสงและความมืด

ระยะแสงของการสังเคราะห์ด้วยแสง

ตามชื่อที่แสดง ระยะของแสงต้องการแสงแดด ในปฏิกิริยาที่อาศัยแสง พลังงานจากแสงแดดจะถูกคลอโรฟิลล์ดูดซับและแปลงเป็นพลังงานเคมีที่สะสมอยู่ในรูปของโมเลกุลพาหะอิเล็กตรอน NADPH (นิโคตินาไมด์ อะดีนีน ไดนิวคลีโอไทด์ ฟอสเฟต) และโมเลกุลพลังงาน ATP (อะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต) ระยะแสงเกิดขึ้นในเยื่อหุ้มไทลาคอยด์ภายในคลอโรพลาสต์

ระยะมืดของการสังเคราะห์ด้วยแสงหรือวัฏจักรคาลวิน

ในช่วงมืดหรือวัฏจักรคาลวิน อิเล็กตรอนที่ถูกกระตุ้นจากระยะแสงจะให้พลังงานสำหรับการสร้างคาร์โบไฮเดรตจากโมเลกุลคาร์บอนไดออกไซด์ เฟสที่ไม่ขึ้นกับแสงบางครั้งเรียกว่าวัฏจักรคาลวินเนื่องจากลักษณะของกระบวนการเป็นวัฏจักร

แม้ว่าเฟสมืดจะไม่ใช้แสงเป็นสารตั้งต้น (และเป็นผลให้สามารถเกิดขึ้นได้ในช่วงกลางวันหรือกลางคืน) แต่พวกมันต้องการผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาที่ขึ้นอยู่กับแสงจึงจะทำงานได้ โมเลกุลที่ไม่ขึ้นกับแสงขึ้นอยู่กับโมเลกุลพาพลังงาน ATP และ NADPH เพื่อสร้างโมเลกุลคาร์โบไฮเดรตใหม่ เมื่อพลังงานถูกถ่ายโอน โมเลกุลพาหะของพลังงานจะกลับสู่ระยะแสงเพื่อผลิตอิเล็กตรอนที่มีพลังมากขึ้น นอกจากนี้แสงยังกระตุ้นเอนไซม์เฟสมืดหลายชนิดอีกด้วย

แผนภาพขั้นตอนการสังเคราะห์ด้วยแสง

หมายเหตุ:ซึ่งหมายความว่าระยะความมืดจะไม่ดำเนินต่อไปหากพืชขาดแสงเป็นเวลานานเกินไป เนื่องจากพืชใช้ผลิตภัณฑ์ของระยะแสง

โครงสร้างของใบพืช

เราไม่สามารถศึกษาการสังเคราะห์ด้วยแสงได้อย่างสมบูรณ์โดยปราศจากความรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับโครงสร้างของใบไม้ ใบไม้ถูกดัดแปลงให้มีบทบาทสำคัญในกระบวนการสังเคราะห์แสง

โครงสร้างภายนอกของใบ

สี่เหลี่ยม

ลักษณะที่สำคัญที่สุดประการหนึ่งของพืชคือพื้นที่ผิวใบขนาดใหญ่ พืชสีเขียวส่วนใหญ่มีใบกว้าง แบน และเปิดกว้าง ซึ่งสามารถกักเก็บพลังงานแสงอาทิตย์ (แสงแดด) ได้มากเท่าที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสง

หลอดเลือดดำส่วนกลางและก้านใบ

เส้นกลางและก้านใบเชื่อมต่อกันเป็นโคนใบ ก้านใบวางตำแหน่งใบเพื่อให้ได้รับแสงมากที่สุด

ใบมีด

ใบไม้ธรรมดาจะมีใบเดียว ในขณะที่ใบที่ซับซ้อนมีหลายใบ ใบมีดเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดของใบซึ่งเกี่ยวข้องโดยตรงในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

หลอดเลือดดำ

โครงข่ายหลอดเลือดดำในใบทำหน้าที่ลำเลียงน้ำจากลำต้นไปยังใบ กลูโคสที่ปล่อยออกมาจะถูกส่งไปยังส่วนอื่นๆ ของพืชจากใบผ่านทางหลอดเลือดดำ นอกจากนี้ ส่วนของใบไม้เหล่านี้ยังรองรับและรักษาใบมีดให้เรียบเพื่อให้จับแสงแดดได้มากขึ้น การจัดเรียงของหลอดเลือดดำ (venation) ขึ้นอยู่กับชนิดของพืช

ฐานใบ

โคนใบเป็นส่วนต่ำสุดซึ่งประกบกับก้าน บ่อยครั้งที่โคนใบจะมีเงื่อนไขคู่หนึ่ง

ขอบใบ

ขอบของใบสามารถมีรูปร่างที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับชนิดของพืชรวมถึง: ทั้งหมด, หยัก, หยัก, มีรอยบาก, ครีเนท ฯลฯ

ปลายใบ

เช่นเดียวกับขอบใบ ปลายมีหลายรูปทรง เช่น แหลม โค้งมน ป้าน ยาว ยื่นออก เป็นต้น

โครงสร้างภายในของใบ

ด้านล่างนี้เป็นแผนภาพปิดของโครงสร้างภายในของเนื้อเยื่อใบ:

หนังกำพร้า

หนังกำพร้าทำหน้าที่เป็นชั้นป้องกันหลักบนพื้นผิวของพืช ตามกฎแล้วที่ด้านบนของใบจะหนากว่า หนังกำพร้าถูกปกคลุมไปด้วยสารคล้ายขี้ผึ้งที่ช่วยปกป้องพืชจากน้ำ

หนังกำพร้า

หนังกำพร้าเป็นชั้นของเซลล์ที่เป็นเนื้อเยื่อปกคลุมใบ หน้าที่หลักคือปกป้องเนื้อเยื่อภายในของใบจากการคายน้ำ ความเสียหายทางกล และการติดเชื้อ นอกจากนี้ยังควบคุมกระบวนการแลกเปลี่ยนและการคายก๊าซ

เมโสฟิลล์

Mesophyll เป็นเนื้อเยื่อหลักของพืช นี่คือจุดที่กระบวนการสังเคราะห์แสงเกิดขึ้น ในพืชส่วนใหญ่ มีโซฟิลล์แบ่งออกเป็นสองชั้น ชั้นบนเป็นรั้วเหล็ก และชั้นล่างเป็นรูพรุน

กรงป้องกัน

เซลล์ป้องกันเป็นเซลล์พิเศษในชั้นหนังกำพร้าของใบที่ใช้ควบคุมการแลกเปลี่ยนก๊าซ พวกมันทำหน้าที่ป้องกันปากใบ รูขุมขนปากใบจะมีขนาดใหญ่เมื่อมีน้ำอย่างอิสระ ไม่เช่นนั้นเซลล์ป้องกันจะเชื่องช้า

ปาก

การสังเคราะห์ด้วยแสงขึ้นอยู่กับการแทรกซึมของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) จากอากาศผ่านปากใบเข้าไปในเนื้อเยื่อมีโซฟิลล์ ออกซิเจน (O2) ซึ่งเป็นผลพลอยได้จากการสังเคราะห์ด้วยแสง ออกจากพืชผ่านทางปากใบ เมื่อปากใบเปิด น้ำจะสูญเสียไปเนื่องจากการระเหย และจะต้องถูกแทนที่โดยการคายน้ำด้วยน้ำที่รากดูดซับไว้ พืชถูกบังคับให้รักษาสมดุลของปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ที่ดูดซับจากอากาศและการสูญเสียน้ำผ่านรูปากใบ

เงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสง

ต่อไปนี้เป็นเงื่อนไขที่พืชจำเป็นต้องดำเนินการกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง:

คาร์บอนไดออกไซด์.ก๊าซธรรมชาติไม่มีสี ไม่มีกลิ่น พบได้ในอากาศ และมีชื่อทางวิทยาศาสตร์ว่า CO2 มันเกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้ของคาร์บอนและสารประกอบอินทรีย์ และยังเกิดขึ้นระหว่างการหายใจอีกด้วย
น้ำ- สารเคมีเหลวใส ไม่มีกลิ่น ไม่มีรส (ภายใต้สภาวะปกติ)
แสงสว่าง.แม้ว่าแสงประดิษฐ์จะดีต่อพืชเช่นกัน แต่โดยทั่วไปแล้วแสงแดดธรรมชาติจะให้เงื่อนไขในการสังเคราะห์แสงที่ดีกว่า เนื่องจากมีแสงอัลตราไวโอเลตจากธรรมชาติ ซึ่งส่งผลดีต่อพืช
คลอโรฟิลล์.เป็นเม็ดสีเขียวที่พบในใบพืช
สารอาหารและแร่ธาตุสารเคมีและสารประกอบอินทรีย์ที่รากพืชดูดซับมาจากดิน

อะไรเกิดขึ้นจากการสังเคราะห์ด้วยแสง?

กลูโคส;
ออกซิเจน

(พลังงานแสงแสดงอยู่ในวงเล็บเพราะว่าไม่สำคัญ)

หมายเหตุ:พืชได้รับคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศผ่านทางใบ และน้ำจากดินผ่านทางราก พลังงานแสงมาจากดวงอาทิตย์ ออกซิเจนที่เกิดขึ้นจะถูกปล่อยออกสู่อากาศจากใบ ผลกลูโคสที่ได้สามารถแปลงเป็นสารอื่นๆ เช่น แป้ง ซึ่งใช้เป็นแหล่งสะสมพลังงาน

หากไม่มีปัจจัยที่ส่งเสริมการสังเคราะห์ด้วยแสงหรือมีอยู่ในปริมาณไม่เพียงพอ พืชอาจได้รับผลกระทบในทางลบ ตัวอย่างเช่น แสงที่น้อยลงจะสร้างสภาวะที่เอื้ออำนวยให้กับแมลงที่กินใบของพืช และการขาดน้ำจะทำให้พืชช้าลง

การสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นที่ไหน?

การสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นภายในเซลล์พืชในพลาสติดขนาดเล็กที่เรียกว่าคลอโรพลาสต์ คลอโรพลาสต์ (ส่วนใหญ่พบในชั้นมีโซฟิลล์) มีสารสีเขียวที่เรียกว่าคลอโรฟิลล์ ด้านล่างนี้เป็นส่วนอื่นๆ ของเซลล์ที่ทำงานร่วมกับคลอโรพลาสต์เพื่อสังเคราะห์แสง

โครงสร้างของเซลล์พืช

หน้าที่ของส่วนต่างๆ ของเซลล์พืช

: ให้การสนับสนุนด้านโครงสร้างและกลไก ปกป้องเซลล์จาก แก้ไขและกำหนดรูปร่างของเซลล์ ควบคุมอัตราและทิศทางการเจริญเติบโต และให้รูปร่างแก่พืช
: เป็นแพลตฟอร์มสำหรับกระบวนการทางเคมีที่ควบคุมด้วยเอนไซม์ส่วนใหญ่
: ทำหน้าที่เป็นอุปสรรคควบคุมการเคลื่อนตัวของสารเข้าและออกจากเซลล์
: ตามที่อธิบายไว้ข้างต้น ประกอบด้วยคลอโรฟิลล์ ซึ่งเป็นสารสีเขียวที่ดูดซับพลังงานแสงผ่านกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
: ช่องภายในไซโตพลาสซึมของเซลล์ที่เก็บน้ำ
: มีเครื่องหมายทางพันธุกรรม (DNA) ที่ควบคุมกิจกรรมของเซลล์

คลอโรฟิลล์ดูดซับพลังงานแสงที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสง สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่าไม่ใช่ทุกความยาวคลื่นสีของแสงจะถูกดูดซับ พืชดูดซับความยาวคลื่นสีแดงและสีน้ำเงินเป็นหลัก โดยจะไม่ดูดซับแสงในช่วงสีเขียว

คาร์บอนไดออกไซด์ระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง

พืชรับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศผ่านทางใบ คาร์บอนไดออกไซด์รั่วไหลผ่านรูเล็ก ๆ ที่ด้านล่างของใบ - ปากใบ

ส่วนล่างของใบมีเซลล์เว้นระยะหลวมๆ เพื่อให้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ไปถึงเซลล์อื่นๆ ในใบ นอกจากนี้ยังช่วยให้ออกซิเจนที่ผลิตโดยการสังเคราะห์ด้วยแสงหลุดออกจากใบได้ง่าย

คาร์บอนไดออกไซด์มีอยู่ในอากาศที่เราหายใจด้วยความเข้มข้นต่ำมาก และเป็นปัจจัยที่จำเป็นในระยะมืดของการสังเคราะห์ด้วยแสง

แสงในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง

ใบไม้มักจะมีพื้นที่ผิวกว้างจึงสามารถดูดซับแสงได้มาก พื้นผิวด้านบนได้รับการปกป้องจากการสูญเสียน้ำ โรค และการสัมผัสกับสภาพอากาศด้วยชั้นขี้ผึ้ง (หนังกำพร้า) ด้านบนของแผ่นเป็นจุดที่แสงตกกระทบ ชั้นมีโซฟิลล์นี้เรียกว่ารั้วเหล็ก ได้รับการปรับให้ดูดซับแสงปริมาณมากเนื่องจากมีคลอโรพลาสต์จำนวนมาก

ในช่วงระยะแสง กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงจะเพิ่มขึ้นเมื่อมีแสงมากขึ้น โมเลกุลของคลอโรฟิลล์จะถูกแตกตัวเป็นไอออนมากขึ้น และจะมีการสร้าง ATP และ NADPH มากขึ้นหากโฟตอนแสงกระจุกตัวอยู่บนใบไม้สีเขียว แม้ว่าแสงจะมีความสำคัญอย่างยิ่งในช่วงโฟโตเฟส แต่ควรสังเกตว่าปริมาณที่มากเกินไปสามารถทำลายคลอโรฟิลล์ และลดกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงได้

ระยะของแสงไม่ได้ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ น้ำ หรือคาร์บอนไดออกไซด์มากนัก แม้ว่าขั้นตอนเหล่านี้ทั้งหมดจำเป็นต่อกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงให้สมบูรณ์ก็ตาม

น้ำในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง

พืชได้รับน้ำที่จำเป็นสำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสงผ่านทางราก พวกเขามีขนรากที่งอกอยู่ในดิน รากมีลักษณะพิเศษคือมีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่และมีผนังบาง ทำให้น้ำไหลผ่านได้ง่าย

ภาพแสดงพืชและเซลล์ที่มีน้ำเพียงพอ (ซ้าย) และขาดน้ำ (ขวา)

หมายเหตุ:เซลล์รากไม่มีคลอโรพลาสต์เนื่องจากมักอยู่ในที่มืดและไม่สามารถสังเคราะห์แสงได้

หากพืชดูดซับน้ำไม่เพียงพอ มันก็จะเหี่ยวเฉา หากไม่มีน้ำ พืชจะไม่สามารถสังเคราะห์แสงได้เร็วเพียงพอและอาจตายได้

น้ำมีความสำคัญต่อพืชอย่างไร?

ให้แร่ธาตุที่ละลายน้ำซึ่งสนับสนุนสุขภาพของพืช
เป็นสื่อกลางในการขนส่ง
รักษาความมั่นคงและความเที่ยงตรง
เย็นและอิ่มตัวด้วยความชื้น
ทำให้สามารถทำปฏิกิริยาเคมีต่างๆ ในเซลล์พืชได้

ความสำคัญของการสังเคราะห์ด้วยแสงในธรรมชาติ

กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงทางชีวเคมีใช้พลังงานจากแสงแดดในการแปลงน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นออกซิเจนและกลูโคส กลูโคสถูกใช้เป็นส่วนประกอบในพืชเพื่อการเจริญเติบโตของเนื้อเยื่อ ดังนั้นการสังเคราะห์ด้วยแสงจึงเป็นวิธีการสร้างราก ลำต้น ใบ ดอก และผล หากไม่มีกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง พืชจะไม่สามารถเติบโตหรือสืบพันธุ์ได้

ผู้ผลิต

เนื่องจากความสามารถในการสังเคราะห์แสง พืชจึงเป็นที่รู้จักในฐานะผู้ผลิตและทำหน้าที่เป็นพื้นฐานของห่วงโซ่อาหารเกือบทุกแห่งบนโลก (สาหร่ายก็เทียบเท่ากับพืชค่ะ) อาหารทั้งหมดที่เรากินมาจากสิ่งมีชีวิตที่มีการสังเคราะห์แสง เรากินพืชเหล่านี้โดยตรงหรือกินสัตว์เช่นวัวหรือหมูที่กินอาหารจากพืช

ฐานของห่วงโซ่อาหาร

ภายในระบบน้ำ พืชและสาหร่ายยังเป็นพื้นฐานของห่วงโซ่อาหารอีกด้วย สาหร่ายทำหน้าที่เป็นอาหารซึ่งในทางกลับกันก็ทำหน้าที่เป็นแหล่งโภชนาการสำหรับสิ่งมีชีวิตขนาดใหญ่ หากปราศจากการสังเคราะห์ด้วยแสงในสภาพแวดล้อมทางน้ำ ชีวิตคงเป็นไปไม่ได้

การกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์

การสังเคราะห์ด้วยแสงจะแปลงคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นออกซิเจน ในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง คาร์บอนไดออกไซด์จากชั้นบรรยากาศจะเข้าสู่พืชและถูกปล่อยออกมาเป็นออกซิเจน ในโลกปัจจุบัน ที่ระดับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ้นในอัตราที่น่าตกใจ กระบวนการใดๆ ก็ตามที่จะกำจัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากชั้นบรรยากาศก็มีความสำคัญต่อสิ่งแวดล้อม

วงจรสารอาหาร

พืชและสิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงอื่น ๆ มีบทบาทสำคัญในการหมุนเวียนของสารอาหาร ไนโตรเจนในอากาศถูกตรึงอยู่ในเนื้อเยื่อพืชและพร้อมสำหรับการสร้างโปรตีน ธาตุอาหารรองที่พบในดินสามารถรวมเข้ากับเนื้อเยื่อพืชได้และสามารถใช้ได้กับสัตว์กินพืชที่อยู่ต่อไปในห่วงโซ่อาหาร

การพึ่งพาการสังเคราะห์แสง

การสังเคราะห์ด้วยแสงขึ้นอยู่กับความเข้มและคุณภาพของแสง ที่เส้นศูนย์สูตรซึ่งมีแสงแดดอุดมสมบูรณ์ตลอดทั้งปีและน้ำไม่ใช่ปัจจัยจำกัด พืชมีอัตราการเติบโตสูงและอาจมีขนาดค่อนข้างใหญ่ ในทางกลับกัน การสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นไม่บ่อยนักในส่วนลึกของมหาสมุทร เนื่องจากแสงไม่สามารถทะลุผ่านชั้นเหล่านี้ได้ ส่งผลให้ระบบนิเวศแห้งแล้งมากขึ้น

คำจำกัดความ: การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นกระบวนการสร้างสารอินทรีย์จากคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำโดยการปล่อยออกซิเจนออกมา

คำอธิบายสั้น ๆ ของการสังเคราะห์ด้วยแสง

กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงเกี่ยวข้องกับ:

1) คลอโรพลาสต์

3) คาร์บอนไดออกไซด์

5) อุณหภูมิ

ในพืชชั้นสูง การสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นในคลอโรพลาสต์ - พลาสติดรูปไข่ (ออร์แกเนลล์กึ่งอิสระ) ที่มีเม็ดสีคลอโรฟิลล์ เนื่องจากสีเขียวซึ่งส่วนต่างๆ ของพืชก็มีสีเขียวเช่นกัน

ในสาหร่ายคลอโรฟิลล์มีอยู่ในโครมาโตฟอร์ (เซลล์ที่มีเม็ดสีและสะท้อนแสง) สาหร่ายสีน้ำตาลและสีแดงซึ่งอาศัยอยู่ที่ระดับความลึกมากซึ่งแสงแดดส่องไม่ถึงจะมีเม็ดสีอื่นๆ

หากคุณดูปิรามิดอาหารของสิ่งมีชีวิตทุกชนิด สิ่งมีชีวิตสังเคราะห์แสงจะอยู่ด้านล่างสุด ในบรรดาออโตโทรฟ (สิ่งมีชีวิตที่สังเคราะห์สารอินทรีย์จากสารอนินทรีย์) จึงเป็นแหล่งอาหารของทุกชีวิตบนโลก

ในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง ออกซิเจนจะถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศ ในชั้นบนของบรรยากาศจะเกิดโอโซนขึ้น เกราะป้องกันโอโซนช่วยปกป้องพื้นผิวโลกจากรังสีอัลตราไวโอเลตที่รุนแรง ช่วยให้สิ่งมีชีวิตโผล่ขึ้นมาจากทะเลสู่พื้นดิน

ออกซิเจนจำเป็นต่อการหายใจของพืชและสัตว์ เมื่อกลูโคสถูกออกซิไดซ์โดยการมีส่วนร่วมของออกซิเจน ไมโตคอนเดรียจะเก็บพลังงานได้มากกว่าที่ไม่มีมันเกือบ 20 เท่า ทำให้การใช้อาหารมีประสิทธิภาพมากขึ้น ส่งผลให้อัตราการเผาผลาญในนกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมสูง

คำอธิบายโดยละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงในพืช

ความก้าวหน้าของการสังเคราะห์ด้วยแสง:

กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงเริ่มต้นด้วยคลอโรพลาสต์ที่กระทบกับแสง - ออร์แกเนลล์กึ่งอิสระภายในเซลล์ที่มีเม็ดสีเขียว เมื่อสัมผัสกับแสง คลอโรพลาสต์จะเริ่มใช้น้ำจากดิน และแยกออกเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน

ออกซิเจนส่วนหนึ่งถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศ ส่วนอีกส่วนหนึ่งไปสู่กระบวนการออกซิเดชั่นในพืช

น้ำตาลรวมกับไนโตรเจน ซัลเฟอร์ และฟอสฟอรัสที่มาจากดิน ด้วยวิธีนี้พืชสีเขียวจึงผลิตแป้ง ไขมัน โปรตีน วิตามิน และสารประกอบเชิงซ้อนอื่นๆ ที่จำเป็นต่อชีวิตของพวกเขา

การสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นได้ดีที่สุดภายใต้อิทธิพลของแสงแดด แต่พืชบางชนิดสามารถพอใจกับแสงประดิษฐ์ได้

คำอธิบายที่ซับซ้อนของกลไกการสังเคราะห์ด้วยแสงสำหรับผู้อ่านขั้นสูง

จนถึงช่วงทศวรรษที่ 60 ของศตวรรษที่ 20 นักวิทยาศาสตร์รู้เพียงกลไกเดียวในการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ - ผ่านวิถีทาง C3-เพนโตสฟอสเฟต อย่างไรก็ตาม เมื่อเร็วๆ นี้ นักวิทยาศาสตร์ชาวออสเตรเลียกลุ่มหนึ่งสามารถพิสูจน์ได้ว่าในพืชบางชนิด การลดคาร์บอนไดออกไซด์เกิดขึ้นผ่านวัฏจักรกรด C4-ไดคาร์บอกซิลิก

ในพืชที่มีปฏิกิริยา C3 การสังเคราะห์ด้วยแสงจะเกิดขึ้นมากที่สุดภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิและแสงสว่างปานกลาง โดยส่วนใหญ่อยู่ในป่าและในที่มืด พืชดังกล่าวประกอบด้วยพืชที่ปลูกเกือบทั้งหมดและผักส่วนใหญ่ พวกมันเป็นพื้นฐานของอาหารของมนุษย์

ในพืชที่มีปฏิกิริยา C4 การสังเคราะห์ด้วยแสงจะเกิดขึ้นมากที่สุดภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิและแสงสูง พืชดังกล่าวได้แก่ ข้าวโพด ข้าวฟ่าง และอ้อย ซึ่งเติบโตในสภาพอากาศอบอุ่นและเขตร้อน

เมแทบอลิซึมของพืชถูกค้นพบเมื่อไม่นานมานี้เมื่อพบว่าในพืชบางชนิดที่มีเนื้อเยื่อพิเศษสำหรับกักเก็บน้ำคาร์บอนไดออกไซด์จะสะสมในรูปของกรดอินทรีย์และถูกตรึงอยู่ในคาร์โบไฮเดรตหลังจากผ่านไปหนึ่งวันเท่านั้น กลไกนี้ช่วยให้พืชประหยัดน้ำ

กระบวนการสังเคราะห์แสงเกิดขึ้นได้อย่างไร?

พืชดูดซับแสงโดยใช้สารสีเขียวที่เรียกว่าคลอโรฟิลล์ คลอโรฟิลล์พบได้ในคลอโรพลาสต์ซึ่งพบได้ในลำต้นหรือผลไม้ ใบไม้มีจำนวนมากเป็นพิเศษ เนื่องจากเนื่องจากโครงสร้างที่แบนมาก ใบไม้จึงสามารถดึงดูดแสงได้มาก ดังนั้นจึงได้รับพลังงานมากขึ้นสำหรับกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

หลังจากการดูดซึม คลอโรฟิลล์จะอยู่ในสภาวะตื่นเต้นและถ่ายโอนพลังงานไปยังโมเลกุลอื่นๆ ของร่างกายพืช โดยเฉพาะโมเลกุลที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับการสังเคราะห์ด้วยแสง ขั้นตอนที่สองของกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นโดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของแสงและประกอบด้วยการได้รับพันธะเคมีโดยการมีส่วนร่วมของคาร์บอนไดออกไซด์ที่ได้จากอากาศและน้ำ ในขั้นตอนนี้จะมีการสังเคราะห์สารที่เป็นประโยชน์ต่อสิ่งมีชีวิตหลายชนิด เช่น แป้งและกลูโคส

พืชใช้สารอินทรีย์เหล่านี้เองในการบำรุงส่วนต่างๆ ของมัน รวมทั้งเพื่อรักษาการทำงานของชีวิตให้เป็นปกติ นอกจากนี้สัตว์ยังได้รับสารเหล่านี้จากการกินพืชอีกด้วย ผู้คนยังได้รับสารเหล่านี้จากการรับประทานอาหารที่มีต้นกำเนิดจากสัตว์และพืช

เงื่อนไขสำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสง

การสังเคราะห์ด้วยแสงสามารถเกิดขึ้นได้ทั้งภายใต้อิทธิพลของแสงประดิษฐ์และแสงแดด ตามกฎแล้วโดยธรรมชาติแล้วพืชจะ "ทำงาน" อย่างเข้มข้นในฤดูใบไม้ผลิและฤดูร้อนเมื่อมีแสงแดดเพียงพอ ในฤดูใบไม้ร่วงแสงน้อย วันก็สั้นลง ใบไม้เปลี่ยนเป็นสีเหลืองก่อนแล้วจึงร่วงหล่น แต่ทันทีที่ดวงอาทิตย์อันอบอุ่นในฤดูใบไม้ผลิปรากฏขึ้น ใบไม้สีเขียวก็ปรากฏขึ้นอีกครั้ง และ “โรงงาน” สีเขียวจะกลับมาทำงานอีกครั้งเพื่อจัดหาออกซิเจนที่จำเป็นต่อชีวิต เช่นเดียวกับสารอาหารอื่นๆ อีกมากมาย

คำจำกัดความอื่นของการสังเคราะห์ด้วยแสง

การสังเคราะห์ด้วยแสง (จากภาษากรีกโบราณแสงและการสังเคราะห์ - การเชื่อมต่อ, การพับ, การผูก, การสังเคราะห์) เป็นกระบวนการในการแปลงพลังงานแสงให้เป็นพลังงานของพันธะเคมีของสารอินทรีย์ในแสงโดยโฟโตออโตโทรฟที่มีส่วนร่วมของเม็ดสีสังเคราะห์แสง (คลอโรฟิลล์ในพืช , แบคทีเรีย คลอโรฟิลล์ และแบคทีเรียในแบคทีเรีย ) ในสรีรวิทยาของพืชสมัยใหม่ การสังเคราะห์ด้วยแสงมักเข้าใจกันมากขึ้นว่าเป็นฟังก์ชันโฟโตออโตโทรฟิก ซึ่งเป็นชุดของกระบวนการดูดซับ การเปลี่ยนแปลง และการใช้พลังงานของควอนตัมแสงในปฏิกิริยาเอนเดอร์โกนิกต่างๆ รวมถึงการเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์เป็นสารอินทรีย์

ขั้นตอนการสังเคราะห์ด้วยแสง

การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นกระบวนการที่ค่อนข้างซับซ้อนและมี 2 ระยะ ได้แก่ แสงซึ่งมักเกิดขึ้นเฉพาะในแสงสว่างเท่านั้น และระยะที่มืด กระบวนการทั้งหมดเกิดขึ้นภายในคลอโรพลาสต์บนอวัยวะขนาดเล็กพิเศษ - ไทลาโคเดีย ในระหว่างระยะแสง ควอนตัมของแสงจะถูกดูดซับโดยคลอโรฟิลล์ ส่งผลให้เกิดโมเลกุล ATP และ NADPH จากนั้นน้ำจะแตกตัวกลายเป็นไอออนไฮโดรเจนและปล่อยโมเลกุลออกซิเจนออกมา คำถามเกิดขึ้นว่าสารลึกลับที่เข้าใจยากเหล่านี้คืออะไร: ATP และ NADH?

ATP เป็นโมเลกุลอินทรีย์พิเศษที่พบในสิ่งมีชีวิตทุกชนิด และมักเรียกว่าสกุลเงิน "พลังงาน" เป็นโมเลกุลเหล่านี้ที่มีพันธะพลังงานสูงและเป็นแหล่งพลังงานในการสังเคราะห์สารอินทรีย์และกระบวนการทางเคมีในร่างกาย จริงๆ แล้ว NADPH เป็นแหล่งของไฮโดรเจน มันถูกใช้โดยตรงในการสังเคราะห์สารอินทรีย์โมเลกุลสูง - คาร์โบไฮเดรต ซึ่งเกิดขึ้นในระยะที่สองที่มืดของการสังเคราะห์ด้วยแสงโดยใช้คาร์บอนไดออกไซด์

ระยะแสงของการสังเคราะห์ด้วยแสง

คลอโรพลาสต์มีโมเลกุลคลอโรฟิลล์จำนวนมาก และพวกมันดูดซับแสงแดดทั้งหมด ในเวลาเดียวกัน แสงจะถูกดูดซับโดยเม็ดสีอื่น ๆ แต่ไม่สามารถสังเคราะห์แสงได้ กระบวนการนี้เกิดขึ้นเฉพาะในโมเลกุลคลอโรฟิลล์บางชนิดเท่านั้นซึ่งมีน้อยมาก โมเลกุลอื่นๆ ของคลอโรฟิลล์ แคโรทีนอยด์ และสารอื่นๆ ก่อตัวเป็นเสาอากาศพิเศษและสารเชิงซ้อนการเก็บเกี่ยวแสง (LHC) พวกมันดูดซับควอนตัมแสงและส่งแรงกระตุ้นไปยังศูนย์ปฏิกิริยาหรือกับดักพิเศษเช่นเดียวกับเสาอากาศ ศูนย์เหล่านี้ตั้งอยู่ในระบบภาพถ่าย ซึ่งพืชมีสองระบบ: ระบบภาพถ่าย II และระบบภาพถ่าย I พวกมันประกอบด้วยโมเลกุลคลอโรฟิลล์พิเศษ: ตามลำดับ ในระบบภาพถ่าย II - P680 และในระบบภาพถ่าย I - P700 พวกมันดูดซับแสงที่มีความยาวคลื่นเท่านี้ (680 และ 700 นาโนเมตร)

แผนภาพทำให้ชัดเจนมากขึ้นว่าทุกอย่างมีลักษณะและเกิดขึ้นอย่างไรในช่วงระยะแสงของการสังเคราะห์ด้วยแสง

ในรูปเราเห็นระบบภาพถ่ายสองระบบที่มีคลอโรฟิลล์ P680 และ P700 รูปนี้ยังแสดงพาหะที่การขนส่งอิเล็กตรอนเกิดขึ้นด้วย

ดังนั้น: โมเลกุลคลอโรฟิลล์ทั้งสองของระบบภาพถ่ายทั้งสองดูดซับควอนตัมแสงและเกิดความตื่นเต้น อิเล็กตรอน e- (สีแดงในรูป) เคลื่อนที่ไปสู่ระดับพลังงานที่สูงขึ้น

อิเล็กตรอนที่ถูกกระตุ้นมีพลังงานสูงมากพวกมันแตกออกและเข้าสู่สายโซ่ขนส่งพิเศษซึ่งอยู่ในเยื่อหุ้มของไทลาคอยด์ซึ่งเป็นโครงสร้างภายในของคลอโรพลาสต์ รูปนี้แสดงให้เห็นว่าจากระบบภาพถ่าย II จากคลอโรฟิลล์ P680 อิเล็กตรอนไปที่พลาสโตควิโนน และจากระบบภาพถ่าย I จากคลอโรฟิลล์ P700 ไปจนถึงเฟอร์ดอกซิน ในโมเลกุลคลอโรฟิลล์เอง หลุมสีน้ำเงินที่มีประจุบวกจะเกิดขึ้นแทนที่อิเล็กตรอนหลังจากกำจัดออกไป จะทำอย่างไร?

เพื่อชดเชยการขาดอิเล็กตรอน โมเลกุลคลอโรฟิลล์ P680 ของระบบภาพถ่าย II จะรับอิเล็กตรอนจากน้ำและเกิดไอออนของไฮโดรเจน นอกจากนี้ยังเกิดจากการสลายของน้ำที่ออกซิเจนถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศ และโมเลกุลคลอโรฟิลล์ P700 ดังที่เห็นได้จากภาพ ชดเชยการขาดอิเล็กตรอนผ่านระบบพาหะจากระบบภาพถ่าย II

โดยทั่วไปไม่ว่าจะยากแค่ไหน ขั้นตอนแสงของการสังเคราะห์แสงจะเกิดขึ้นอย่างแน่นอน จากรูปที่ 3 ควบคู่ไปกับการขนส่งอิเล็กตรอน ไฮโดรเจนไอออน H+ เคลื่อนที่ผ่านเมมเบรน และสะสมอยู่ภายในไทลาคอยด์ เนื่องจากมีจำนวนมากที่นั่น พวกมันจึงเคลื่อนตัวออกไปด้านนอกด้วยความช่วยเหลือของปัจจัยการผันพิเศษซึ่งเป็นสีส้มในภาพที่แสดงทางด้านขวาและดูเหมือนเห็ด

ในที่สุดเราจะเห็นขั้นตอนสุดท้ายของการขนส่งอิเล็กตรอน ซึ่งส่งผลให้เกิดสารประกอบ NADH ดังกล่าว และเนื่องจากการถ่ายโอนไอออนของ H+ สกุลเงินของพลังงานจึงถูกสังเคราะห์ขึ้น - ATP (ดูด้านขวาในรูป)

ดังนั้น ระยะแสงของการสังเคราะห์ด้วยแสงเสร็จสมบูรณ์ ออกซิเจนถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศ เกิด ATP และ NADH อะไรต่อไป? สารอินทรีย์ที่สัญญาไว้อยู่ที่ไหน? และแล้วก็มาถึงขั้นมืดซึ่งประกอบด้วยกระบวนการทางเคมีเป็นส่วนใหญ่

ระยะมืดของการสังเคราะห์ด้วยแสง

สำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสงในช่วงมืด คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ถือเป็นองค์ประกอบสำคัญ ดังนั้นพืชจึงต้องดูดซับจากบรรยากาศอย่างต่อเนื่อง เพื่อจุดประสงค์นี้มีโครงสร้างพิเศษบนพื้นผิวของใบ - ปากใบ เมื่อเปิดออก CO2 จะเข้าสู่ใบไม้ ละลายในน้ำ และทำปฏิกิริยากับระยะแสงของการสังเคราะห์ด้วยแสง

ในช่วงระยะแสงในพืชส่วนใหญ่ CO2 จะจับกับสารประกอบอินทรีย์ที่มีคาร์บอน 5 คาร์บอน (ซึ่งเป็นสายโซ่ของโมเลกุลคาร์บอน 5 โมเลกุล) ส่งผลให้เกิดการก่อตัวของสารประกอบ 3 คาร์บอน 2 โมเลกุล (กรด 3-ฟอสโฟกลีเซอริก) เพราะ ผลลัพธ์หลักคือสารประกอบสามคาร์บอนเหล่านี้อย่างแม่นยำ พืชที่มีการสังเคราะห์ด้วยแสงประเภทนี้เรียกว่าพืช C3

การสังเคราะห์เพิ่มเติมในคลอโรพลาสต์เกิดขึ้นค่อนข้างซับซ้อน ในที่สุดมันก็ก่อตัวเป็นสารประกอบคาร์บอน 6 ตัว ซึ่งสามารถสังเคราะห์กลูโคส ซูโครส หรือแป้งได้ในภายหลัง พืชจะสะสมพลังงานในรูปของสารอินทรีย์เหล่านี้ ในกรณีนี้ มีเพียงส่วนเล็กๆ เท่านั้นที่ยังคงอยู่ในใบซึ่งใช้ตามความต้องการ ในขณะที่คาร์โบไฮเดรตที่เหลือเดินทางไปทั่วทั้งต้นพืช ไปถึงจุดที่มีความต้องการพลังงานมากที่สุด - ตัวอย่างเช่น ที่จุดเติบโต

พลังงานของแสงแดดถูกแปลงในช่วงแสงและความมืดของการสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นพลังงานของพันธะเคมีของกลูโคสอย่างไร อธิบายคำตอบของคุณ.

คำตอบ

ในระยะแสงของการสังเคราะห์ด้วยแสง พลังงานของแสงแดดจะถูกแปลงเป็นพลังงานของอิเล็กตรอนที่ถูกกระตุ้น จากนั้นพลังงานของอิเล็กตรอนที่ถูกกระตุ้นจะถูกแปลงเป็นพลังงานของ ATP และ NADP-H2 ในช่วงมืดของการสังเคราะห์ด้วยแสง พลังงานของ ATP และ NADP-H2 จะถูกแปลงเป็นพลังงานของพันธะเคมีของกลูโคส

จะเกิดอะไรขึ้นระหว่างระยะแสงของการสังเคราะห์ด้วยแสง?

คำตอบ

อิเล็กตรอนคลอโรฟิลล์ตื่นเต้นกับพลังงานแสงเคลื่อนที่ไปตามห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน พลังงานของพวกมันจะถูกเก็บไว้ใน ATP และ NADP-H2 โฟโตไลซิสของน้ำเกิดขึ้นและปล่อยออกซิเจนออกมา

กระบวนการหลักใดที่เกิดขึ้นในช่วงมืดของการสังเคราะห์ด้วยแสง?

คำตอบ

จากคาร์บอนไดออกไซด์ที่ได้รับจากบรรยากาศและไฮโดรเจนที่ได้รับในช่วงแสง กลูโคสจะเกิดขึ้นเนื่องจากพลังงานของ ATP ที่ได้รับในช่วงแสง

คลอโรฟิลล์ในเซลล์พืชมีหน้าที่อะไร?

คำตอบ

คลอโรฟิลล์เกี่ยวข้องกับกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ในช่วงแสง คลอโรฟิลล์ดูดซับแสง คลอโรฟิลล์อิเล็กตรอนได้รับพลังงานแสง แตกออกและเคลื่อนที่ไปตามห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน

อิเล็กตรอนของโมเลกุลคลอโรฟิลล์มีบทบาทอย่างไรในการสังเคราะห์ด้วยแสง?

คำตอบ

อิเล็กตรอนของคลอโรฟิลล์ที่ถูกกระตุ้นโดยแสงแดดจะเคลื่อนผ่านห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนและปล่อยพลังงานไปสร้าง ATP และ NADP-H2

ออกซิเจนอิสระเกิดขึ้นที่ขั้นตอนใดของการสังเคราะห์ด้วยแสง?

คำตอบ

ในระยะแสง ระหว่างโฟโตไลซิสของน้ำ

การสังเคราะห์ ATP เกิดขึ้นในช่วงใดของการสังเคราะห์ด้วยแสง

คำตอบ

ระยะก่อนแสง

สารใดทำหน้าที่เป็นแหล่งออกซิเจนในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง

คำตอบ

น้ำ (ออกซิเจนถูกปล่อยออกมาระหว่างโฟโตไลซิสของน้ำ)

อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงขึ้นอยู่กับปัจจัยจำกัด เช่น แสง ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ และอุณหภูมิ เหตุใดปัจจัยเหล่านี้จึงจำกัดปฏิกิริยาการสังเคราะห์ด้วยแสง

คำตอบ

แสงเป็นสิ่งจำเป็นในการกระตุ้นคลอโรฟิลล์ โดยให้พลังงานสำหรับกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง คาร์บอนไดออกไซด์เป็นสิ่งจำเป็นในช่วงมืดของการสังเคราะห์ด้วยแสงและสังเคราะห์กลูโคสจากมัน การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิทำให้เกิดการเสื่อมสภาพของเอนไซม์และปฏิกิริยาการสังเคราะห์แสงช้าลง

คาร์บอนไดออกไซด์เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์คาร์โบไฮเดรตในปฏิกิริยาเมแทบอลิซึมในพืชชนิดใด

คำตอบ

ในปฏิกิริยาการสังเคราะห์ด้วยแสง

กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นอย่างเข้มข้นในใบพืช มันเกิดขึ้นในผลไม้สุกและไม่สุกหรือไม่? อธิบายคำตอบของคุณ.

คำตอบ

การสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นในส่วนสีเขียวของพืชภายใต้แสง ดังนั้นการสังเคราะห์ด้วยแสงจึงเกิดขึ้นในผิวของผลไม้สีเขียว การสังเคราะห์ด้วยแสงไม่ได้เกิดขึ้นภายในผลไม้หรือในเปลือกของผลสุก (ไม่ใช่สีเขียว)

พลาสมิดมีสามประเภท:

คลอโรพลาสต์- สีเขียว, ฟังก์ชั่น - การสังเคราะห์ด้วยแสง
โครโมพลาสต์- สีแดงและสีเหลืองเป็นคลอโรพลาสต์ที่เสื่อมสภาพสามารถให้กลีบและผลไม้มีสีสันสดใส
เม็ดเลือดขาว- ไม่มีสี มีฟังก์ชั่น - กักเก็บสาร

โครงสร้างของคลอโรพลาสต์

หุ้มด้วยเยื่อสองแผ่น เมมเบรนด้านนอกเรียบส่วนด้านในมีผลพลอยได้ด้านใน - ไทลาคอยด์ เรียกว่ากองไทลาคอยด์สั้น ๆ ธัญพืชพวกเขาเพิ่มพื้นที่ของเยื่อหุ้มชั้นในเพื่อรองรับเอนไซม์สังเคราะห์แสงให้ได้มากที่สุด

สภาพแวดล้อมภายในของคลอโรพลาสต์เรียกว่าสโตรมา ประกอบด้วย DNA แบบวงกลมและไรโบโซม เนื่องจากคลอโรพลาสต์สร้างส่วนหนึ่งของโปรตีนอย่างอิสระ จึงเรียกว่าออร์แกเนลล์กึ่งอิสระ (เชื่อกันว่าพลาสมิดเคยเป็นแบคทีเรียอิสระซึ่งถูกดูดซึมโดยเซลล์ขนาดใหญ่ แต่ไม่ถูกย่อย)

การสังเคราะห์ด้วยแสง (อย่างง่าย)

ในใบไม้สีเขียวท่ามกลางแสง
ในคลอโรพลาสต์โดยใช้คลอโรฟิลล์
จากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ
กลูโคสและออกซิเจนถูกสังเคราะห์ขึ้น

การสังเคราะห์ด้วยแสง (ความยากปานกลาง)

1. เฟสแสง
เกิดขึ้นในแสงในแกรนาของคลอโรพลาสต์ ภายใต้อิทธิพลของแสง การสลายตัว (โฟโตไลซิส) ของน้ำเกิดขึ้นทำให้เกิดออกซิเจนซึ่งถูกปล่อยออกมารวมถึงอะตอมไฮโดรเจน (NADP-H) และพลังงาน ATP ซึ่งใช้ในระยะต่อไป

2. ระยะมืด
เกิดขึ้นทั้งในแสงสว่างและความมืด (ไม่จำเป็นต้องใช้แสง) ในสโตรมาของคลอโรพลาสต์ จากคาร์บอนไดออกไซด์ที่ได้รับจากสิ่งแวดล้อมและอะตอมไฮโดรเจนที่ได้รับในระยะก่อนหน้า กลูโคสจะถูกสังเคราะห์โดยใช้พลังงานของ ATP ที่ได้รับในระยะก่อนหน้า

1. สร้างความสอดคล้องระหว่างกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงและระยะที่เกิดขึ้น: 1) แสง 2) ความมืด เขียนหมายเลข 1 และ 2 ตามลำดับที่ถูกต้อง
A) การก่อรูปของโมเลกุล NADP-2H
B) การปล่อยออกซิเจน
B) การสังเคราะห์โมโนแซ็กคาไรด์
D) การสังเคราะห์โมเลกุล ATP
D) การเติมคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นคาร์โบไฮเดรต

คำตอบ

2. สร้างความสอดคล้องระหว่างลักษณะและระยะของการสังเคราะห์ด้วยแสง: 1) แสง 2) ความมืด เขียนหมายเลข 1 และ 2 ตามลำดับที่ถูกต้อง
A) โฟโตไลซิสของน้ำ
B) การตรึงคาร์บอนไดออกไซด์
B) การแยกโมเลกุล ATP
D) การกระตุ้นคลอโรฟิลล์ด้วยควอนตัมแสง
D) การสังเคราะห์กลูโคส

คำตอบ

3. สร้างความสอดคล้องระหว่างกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงและระยะที่เกิดขึ้น: 1) แสง 2) ความมืด เขียนหมายเลข 1 และ 2 ตามลำดับที่ถูกต้อง
A) การก่อรูปของโมเลกุล NADP*2H
B) การปล่อยออกซิเจน
B) การสังเคราะห์กลูโคส
D) การสังเคราะห์โมเลกุล ATP
D) การลดคาร์บอนไดออกไซด์

คำตอบ

4. สร้างความสอดคล้องระหว่างกระบวนการและระยะของการสังเคราะห์ด้วยแสง: 1) แสง 2) ความมืด เขียนตัวเลข 1 และ 2 ตามลำดับที่ตรงกับตัวอักษร
A) การเกิดพอลิเมอไรเซชันของกลูโคส
B) การจับกับคาร์บอนไดออกไซด์
B) การสังเคราะห์ ATP
D) โฟโตไลซิสของน้ำ
D) การก่อตัวของอะตอมไฮโดรเจน
E) การสังเคราะห์กลูโคส

คำตอบ

5. สร้างความสอดคล้องระหว่างขั้นตอนการสังเคราะห์ด้วยแสงและคุณลักษณะ: 1) แสง 2) ความมืด เขียนตัวเลข 1 และ 2 ตามลำดับที่ตรงกับตัวอักษร
A) โฟโตไลซิสของน้ำเกิดขึ้น
B) ATP เกิดขึ้น
B) ออกซิเจนถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศ
D) ดำเนินการใช้พลังงาน ATP
D) ปฏิกิริยาสามารถเกิดขึ้นได้ทั้งในแสงสว่างและในความมืด

คำตอบ

6 ส. สร้างความสอดคล้องระหว่างขั้นตอนการสังเคราะห์ด้วยแสงและคุณลักษณะ: 1) แสง 2) ความมืด เขียนตัวเลข 1 และ 2 ตามลำดับที่ตรงกับตัวอักษร
A) การฟื้นฟู NADP+
B) การลำเลียงไฮโดรเจนไอออนผ่านเมมเบรน
B) เกิดขึ้นในแกรนาของคลอโรพลาสต์
D) สังเคราะห์โมเลกุลคาร์โบไฮเดรต
D) คลอโรฟิลล์อิเล็กตรอนเคลื่อนที่ไปสู่ระดับพลังงานที่สูงขึ้น
E) ใช้พลังงาน ATP

คำตอบ

การขึ้นรูป 7:
ก) การเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนที่ถูกกระตุ้น
B) การแปลง NADP-2R ไปเป็น NADP+

วิเคราะห์ตาราง กรอกข้อมูลลงในเซลล์ว่างของตารางโดยใช้แนวคิดและคำศัพท์ที่ให้ไว้ในรายการ สำหรับแต่ละเซลล์ที่มีตัวอักษร ให้เลือกคำที่เหมาะสมจากรายการที่ให้ไว้
1) เยื่อหุ้มไทลาคอยด์
2) เฟสแสง
3) การตรึงคาร์บอนอนินทรีย์
4) การสังเคราะห์แสงของน้ำ
5) เฟสมืด
6) ไซโตพลาสซึมของเซลล์

คำตอบ

วิเคราะห์ตาราง “ปฏิกิริยาการสังเคราะห์ด้วยแสง” สำหรับตัวอักษรแต่ละตัว ให้เลือกคำที่เกี่ยวข้องจากรายการที่ให้ไว้
1) ออกซิเดชั่นฟอสโฟรีเลชั่น
2) ออกซิเดชันของ NADP-2H
3) เยื่อหุ้มไทลาคอยด์
4) ไกลโคไลซิส
5) การเติมคาร์บอนไดออกไซด์เป็นเพนโตส
6) การสร้างออกซิเจน
7) การก่อตัวของไรบูโลสไดฟอสเฟตและกลูโคส
8) การสังเคราะห์ 38 ATP

คำตอบ

เลือกสามตัวเลือก ระยะมืดของการสังเคราะห์ด้วยแสงมีลักษณะเฉพาะคือ
1) การเกิดขึ้นของกระบวนการบนเยื่อหุ้มภายในของคลอโรพลาสต์
2) การสังเคราะห์กลูโคส
3) การตรึงคาร์บอนไดออกไซด์
4) กระบวนการของกระบวนการในสโตรมาของคลอโรพลาสต์
5) การปรากฏตัวของโฟโตไลซิสของน้ำ
6) การสร้าง ATP

คำตอบ

1. คุณลักษณะที่ระบุไว้ด้านล่าง ยกเว้นสองรายการ ใช้เพื่ออธิบายโครงสร้างและหน้าที่ของเซลล์ออร์แกเนลล์ที่บรรยายไว้ ระบุลักษณะสองประการที่ "หลุดออกไป" จากรายการทั่วไป และจดตัวเลขตามที่ระบุไว้

2) สะสมโมเลกุล ATP
3) ให้การสังเคราะห์ด้วยแสง

5) มีเอกราชกึ่งหนึ่ง

คำตอบ

2. คุณลักษณะทั้งหมดที่ระบุไว้ด้านล่าง ยกเว้นสองคุณลักษณะ สามารถใช้เพื่ออธิบายออร์แกเนลล์ของเซลล์ดังแสดงในรูปได้ ระบุลักษณะสองประการที่ "หลุดออกไป" จากรายการทั่วไป และจดตัวเลขตามที่ระบุไว้
1) ออร์แกเนลล์เมมเบรนเดี่ยว
2) ประกอบด้วยคริสเตและโครมาติน
3) มี DNA แบบวงกลม
4) สังเคราะห์โปรตีนของตัวเอง
5) มีความสามารถในการแบ่งแยก

คำตอบ

คุณลักษณะทั้งหมดต่อไปนี้ ยกเว้นสองประการ สามารถใช้เพื่ออธิบายโครงสร้างและหน้าที่ของคลอโรพลาสต์ได้ ระบุลักษณะสองประการที่ "หลุดออกไป" จากรายการทั่วไป และจดตัวเลขตามที่ระบุไว้
1) เป็นออร์แกเนลล์ที่มีเยื่อหุ้มสองชั้น
2) มีโมเลกุล DNA แบบปิดของตัวเอง
3) เป็นออร์แกเนลล์กึ่งอิสระ
4) สร้างแกนหมุน
5) เติมน้ำนมเซลล์ด้วยซูโครส

คำตอบ

เลือกหนึ่งตัวเลือกที่ถูกต้องที่สุด ออร์แกเนลล์ของเซลล์ที่มีโมเลกุลดีเอ็นเอ
1) ไรโบโซม
2) คลอโรพลาสต์
3) ศูนย์เซลล์
4) กอลจิคอมเพล็กซ์

คำตอบ

เลือกหนึ่งตัวเลือกที่ถูกต้องที่สุด ในการสังเคราะห์อะตอมไฮโดรเจนของสารใดมีส่วนร่วมในการสังเคราะห์ด้วยแสงในช่วงมืด?
1) NADP-2H
2) กลูโคส
3) เอทีพี
4) น้ำ

คำตอบ

คุณลักษณะทั้งหมดต่อไปนี้ ยกเว้น 2 คุณลักษณะ สามารถใช้เพื่อกำหนดกระบวนการระยะแสงของการสังเคราะห์ด้วยแสงได้ ระบุลักษณะสองประการที่ "หลุดออกไป" จากรายการทั่วไป และจดตัวเลขตามที่ระบุไว้
1) โฟโตไลซิสของน้ำ

4) การก่อตัวของโมเลกุลออกซิเจน

คำตอบ

เลือกคำตอบที่ถูกต้องสองข้อจากห้าข้อแล้วจดตัวเลขตามที่ระบุไว้ ในช่วงระยะแสงของการสังเคราะห์แสงในเซลล์
1) ออกซิเจนเกิดขึ้นจากการสลายตัวของโมเลกุลของน้ำ
2) คาร์โบไฮเดรตสังเคราะห์จากคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ
3) การเกิดพอลิเมอไรเซชันของโมเลกุลกลูโคสเกิดขึ้นจนเกิดเป็นแป้ง
4) โมเลกุล ATP ถูกสังเคราะห์
5) พลังงานของโมเลกุล ATP ถูกใช้ไปกับการสังเคราะห์คาร์โบไฮเดรต

คำตอบ

เลือกหนึ่งตัวเลือกที่ถูกต้องที่สุด ออร์แกเนลล์ของเซลล์ใดมี DNA
1) แวคิวโอล
2) ไรโบโซม
3) คลอโรพลาสต์
4) ไลโซโซม

คำตอบ

แทรกคำศัพท์ที่ขาดหายไปจากรายการที่เสนอลงในข้อความ "การสังเคราะห์สารอินทรีย์ในพืช" โดยใช้สัญลักษณ์ตัวเลข จดตัวเลขที่เลือกไว้ตามลำดับตัวอักษร พืชเก็บพลังงานที่จำเป็นสำหรับการดำรงอยู่ในรูปของสารอินทรีย์ สารเหล่านี้ถูกสังเคราะห์ขึ้นในช่วง __________ (A) กระบวนการนี้เกิดขึ้นในเซลล์ใบใน __________ (B) - พลาสติดสีเขียวพิเศษ ประกอบด้วยสารสีเขียวพิเศษ – __________ (B) ข้อกำหนดเบื้องต้นสำหรับการก่อตัวของสารอินทรีย์นอกเหนือจากน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์คือ __________ (D)
รายการคำศัพท์:
1) การหายใจ
2) การระเหย
3) เม็ดเลือดขาว
4) อาหาร
5) แสง
6) การสังเคราะห์ด้วยแสง
7) คลอโรพลาสต์
8) คลอโรฟิลล์

คำตอบ

เลือกหนึ่งตัวเลือกที่ถูกต้องที่สุด ในเซลล์ การสังเคราะห์กลูโคสปฐมภูมิเกิดขึ้นที่
1) ไมโตคอนเดรีย
2) ตาข่ายเอนโดพลาสซึม
3) กอลจิคอมเพล็กซ์
4) คลอโรพลาสต์

คำตอบ

เลือกหนึ่งตัวเลือกที่ถูกต้องที่สุด โมเลกุลออกซิเจนในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นเนื่องจากการสลายตัวของโมเลกุล
1) คาร์บอนไดออกไซด์
2) กลูโคส
3) เอทีพี
4) น้ำ

คำตอบ

เลือกหนึ่งตัวเลือกที่ถูกต้องที่สุด ข้อความต่อไปนี้เกี่ยวกับการสังเคราะห์ด้วยแสงถูกต้องหรือไม่ ก) ในระยะแสง พลังงานของแสงจะถูกแปลงเป็นพลังงานของพันธะเคมีของกลูโคส B) ปฏิกิริยาเฟสมืดเกิดขึ้นบนเยื่อหุ้มไทลาคอยด์ ซึ่งโมเลกุลคาร์บอนไดออกไซด์เข้าไป
1) A เท่านั้นที่ถูกต้อง
2) มีเพียง B เท่านั้นที่ถูกต้อง
3) การตัดสินทั้งสองถูกต้อง
4) การตัดสินทั้งสองไม่ถูกต้อง

คำตอบ

1. สร้างลำดับกระบวนการที่ถูกต้องที่เกิดขึ้นระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง จดตัวเลขตามที่ระบุไว้ในตาราง
1) การใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์
2) การสร้างออกซิเจน
3) การสังเคราะห์คาร์โบไฮเดรต
4) การสังเคราะห์โมเลกุล ATP
5) การกระตุ้นของคลอโรฟิลล์

คำตอบ

2. สร้างลำดับกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงที่ถูกต้อง
1) การแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงาน ATP
2) การก่อตัวของคลอโรฟิลล์อิเล็กตรอนที่ถูกกระตุ้น
3) การตรึงคาร์บอนไดออกไซด์
4) การก่อตัวของแป้ง
5) การแปลงพลังงาน ATP เป็นพลังงานกลูโคส

คำตอบ

3. สร้างลำดับของกระบวนการที่เกิดขึ้นระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง เขียนลำดับตัวเลขที่สอดคล้องกัน

2) การสลาย ATP และการปล่อยพลังงาน
3) การสังเคราะห์กลูโคส
4) การสังเคราะห์โมเลกุล ATP
5) การกระตุ้นคลอโรฟิลล์

คำตอบ

เลือกคุณสมบัติสามประการของโครงสร้างและหน้าที่ของคลอโรพลาสต์
1) เยื่อหุ้มภายในก่อตัวเป็นคริสเต
2) ปฏิกิริยาหลายอย่างเกิดขึ้นในธัญพืช
3) การสังเคราะห์กลูโคสเกิดขึ้นในนั้น
4) เป็นที่ตั้งของการสังเคราะห์ไขมัน
5) ประกอบด้วยอนุภาคสองชนิดที่แตกต่างกัน
6) ออร์แกเนลล์เมมเบรนสองชั้น

คำตอบ

ระบุข้อความที่เป็นจริงสามข้อความจากรายการทั่วไป และจดตัวเลขตามที่ระบุไว้ในตาราง ในช่วงระยะแสงของการสังเคราะห์ด้วยแสงจะเกิดขึ้น
1) โฟโตไลซิสของน้ำ
2) การลดคาร์บอนไดออกไซด์เป็นกลูโคส
3) การสังเคราะห์โมเลกุล ATP โดยใช้พลังงานแสงอาทิตย์
4) การเชื่อมต่อไฮโดรเจนกับตัวขนส่ง NADP+
5) การใช้พลังงานของโมเลกุล ATP ในการสังเคราะห์คาร์โบไฮเดรต

คำตอบ

คุณลักษณะทั้งหมดยกเว้นสองรายการด้านล่างนี้สามารถใช้เพื่ออธิบายระยะแสงของการสังเคราะห์ด้วยแสงได้ ระบุลักษณะสองประการที่ "หลุดออกไป" จากรายการทั่วไป และจดตัวเลขตามที่ระบุไว้
1) เกิดผลพลอยได้ - ออกซิเจน
2) เกิดขึ้นในสโตรมาของคลอโรพลาสต์
3) การจับตัวของคาร์บอนไดออกไซด์
4) การสังเคราะห์เอทีพี
5) โฟโตไลซิสของน้ำ

คำตอบ

เลือกหนึ่งตัวเลือกที่ถูกต้องที่สุด กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงควรได้รับการพิจารณาว่าเป็นหนึ่งในการเชื่อมโยงที่สำคัญในวัฏจักรคาร์บอนในชีวมณฑลเนื่องจากในระหว่างนั้น
1) พืชดูดซับคาร์บอนจากธรรมชาติที่ไม่มีชีวิตเข้าสู่สิ่งมีชีวิต
2) พืชปล่อยออกซิเจนออกสู่ชั้นบรรยากาศ
3) สิ่งมีชีวิตปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ระหว่างการหายใจ
4) การผลิตภาคอุตสาหกรรมเติมบรรยากาศด้วยคาร์บอนไดออกไซด์

คำตอบ

สร้างความสอดคล้องระหว่างขั้นตอนของกระบวนการและกระบวนการ: 1) การสังเคราะห์ด้วยแสง 2) การสังเคราะห์โปรตีน เขียนหมายเลข 1 และ 2 ตามลำดับที่ถูกต้อง
ก) ปล่อยออกซิเจนอิสระ
B) การก่อตัวของพันธะเปปไทด์ระหว่างกรดอะมิโน
B) การสังเคราะห์ mRNA บน DNA
D) กระบวนการแปล
D) การฟื้นฟูคาร์โบไฮเดรต
E) การแปลง NADP+ ไปเป็น NADP 2H

คำตอบ

เลือกออร์แกเนลล์ของเซลล์และโครงสร้างที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง
1) ไลโซโซม
2) คลอโรพลาสต์
3) ไทลาคอยด์
4) ธัญพืช
5) แวคิวโอล
6) ไรโบโซม

คำตอบ

คำศัพท์ต่อไปนี้ ยกเว้นสองคำ ใช้เพื่ออธิบายพลาสติด ระบุคำศัพท์สองคำที่ "หลุด" ออกจากรายการทั่วไปและจดตัวเลขตามที่ระบุไว้ในตาราง
1) เม็ดสี
2) ไกลโคคาลิกซ์
3) กรานา
4) คริสต้า
5) ไทลาคอยด์

คำตอบ

คุณลักษณะทั้งหมดยกเว้นสองข้อต่อไปนี้สามารถใช้เพื่ออธิบายกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงได้ ระบุลักษณะสองประการที่ "หลุดออกไป" จากรายการทั่วไป และจดตัวเลขตามที่ระบุไว้ในคำตอบของคุณ
1) ใช้พลังงานแสงเพื่อดำเนินกระบวนการ
2) กระบวนการนี้เกิดขึ้นเมื่อมีเอนไซม์
3) บทบาทสำคัญในกระบวนการนี้เป็นของโมเลกุลคลอโรฟิลล์
4) กระบวนการนี้มาพร้อมกับการสลายตัวของโมเลกุลกลูโคส
5) กระบวนการนี้ไม่สามารถเกิดขึ้นในเซลล์โปรคาริโอต

คำตอบ

แนวคิดต่อไปนี้ ยกเว้นสองแนวคิด ใช้เพื่ออธิบายระยะมืดของการสังเคราะห์ด้วยแสง ระบุแนวคิดสองประการที่ "หลุดออกไป" จากรายการทั่วไป และจดตัวเลขตามที่ระบุไว้
1) การตรึงคาร์บอนไดออกไซด์
2) โฟโตไลซิส
3) ออกซิเดชันของ NADP 2H
4) กรานา
5) สโตรมา

คำตอบ

คุณลักษณะที่แสดงด้านล่าง ยกเว้นสองรายการ ใช้เพื่ออธิบายโครงสร้างและหน้าที่ของเซลล์ออร์แกเนลล์ที่อธิบายไว้ ระบุลักษณะสองประการที่ "หลุดออกไป" จากรายการทั่วไป และจดตัวเลขตามที่ระบุไว้
1) แบ่งโพลีเมอร์ชีวภาพออกเป็นโมโนเมอร์
2) สะสมโมเลกุล ATP
3) ให้การสังเคราะห์ด้วยแสง
4) หมายถึงออร์แกเนลล์ที่มีเมมเบรนสองชั้น
5) มีเอกราชกึ่งหนึ่ง

คำตอบ

สร้างความสอดคล้องระหว่างกระบวนการและการแปลในคลอโรพลาสต์: 1) สโตรมา 2) ไทลาคอยด์ เขียนตัวเลข 1 และ 2 ตามลำดับที่ตรงกับตัวอักษร
ก) การใช้เอทีพี
B) โฟโตไลซิสของน้ำ
B) การกระตุ้นคลอโรฟิลล์
D) การก่อตัวของเพนโตส
D) การถ่ายโอนอิเล็กตรอนไปตามสายโซ่ของเอนไซม์

คำตอบ

การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นกระบวนการสังเคราะห์สารอินทรีย์จากสารอนินทรีย์โดยใช้พลังงานแสง ในกรณีส่วนใหญ่ การสังเคราะห์ด้วยแสงดำเนินการโดยพืชโดยใช้ออร์แกเนลล์ของเซลล์ เช่น คลอโรพลาสต์มีส่วนผสมของเม็ดสีเขียว คลอโรฟิลล์.

หากพืชไม่สามารถสังเคราะห์สารอินทรีย์ได้ สิ่งมีชีวิตอื่นๆ เกือบทั้งหมดบนโลกก็จะไม่มีอะไรกิน เนื่องจากสัตว์ เห็ดรา และแบคทีเรียจำนวนมากไม่สามารถสังเคราะห์สารอินทรีย์จากสารอนินทรีย์ได้ พวกเขาดูดซับเฉพาะสิ่งที่สำเร็จรูปแล้วแยกมันออกเป็นอันที่เรียบง่ายกว่าซึ่งพวกมันจะประกอบอันที่ซับซ้อนอีกครั้ง แต่เป็นลักษณะของร่างกายของมันอยู่แล้ว

ในกรณีนี้ถ้าเราพูดถึงการสังเคราะห์ด้วยแสงและบทบาทของมันโดยย่อ เพื่อให้เข้าใจถึงการสังเคราะห์ด้วยแสง เราต้องพูดเพิ่มเติม: สารอนินทรีย์ชนิดใดที่ใช้ การสังเคราะห์เกิดขึ้นได้อย่างไร

การสังเคราะห์ด้วยแสงต้องใช้สารอนินทรีย์สองชนิด ได้แก่ คาร์บอนไดออกไซด์ (CO 2) และน้ำ (H 2 O) ส่วนแรกจะถูกดูดซับจากอากาศโดยส่วนเหนือพื้นดินของพืชส่วนใหญ่ผ่านทางปากใบ น้ำมาจากดินและถูกส่งไปยังเซลล์สังเคราะห์แสงโดยระบบการนำไฟฟ้าของพืช นอกจากนี้ การสังเคราะห์ด้วยแสงยังต้องใช้พลังงานของโฟตอน (hν) แต่ไม่สามารถนำมาประกอบกับสสารได้

โดยรวมแล้วการสังเคราะห์ด้วยแสงจะผลิตสารอินทรีย์และออกซิเจน (O2) โดยทั่วไปแล้วอินทรียวัตถุมักหมายถึงกลูโคส (C 6 H 12 O 6)

สารประกอบอินทรีย์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยอะตอมของคาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน พบได้ในคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ อย่างไรก็ตามในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง ออกซิเจนจะถูกปล่อยออกมา อะตอมของมันถูกนำมาจากน้ำ

โดยสรุปและโดยทั่วไป สมการสำหรับปฏิกิริยาการสังเคราะห์ด้วยแสงมักจะเขียนได้ดังนี้:

6CO 2 + 6H 2 O → C 6 H 12 O 6 + 6O 2

แต่สมการนี้ไม่ได้สะท้อนถึงแก่นแท้ของการสังเคราะห์ด้วยแสงและไม่ได้ทำให้เข้าใจได้ ดูสิ แม้ว่าสมการจะสมดุล แต่จำนวนอะตอมทั้งหมดในออกซิเจนอิสระคือ 12 แต่เราบอกว่าพวกมันมาจากน้ำและมีเพียง 6 อะตอมเท่านั้น

ในความเป็นจริงการสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นในสองขั้นตอน อันแรกเรียกว่า แสงสว่าง, ที่สอง - มืด- ชื่อดังกล่าวเกิดจากการที่แสงจำเป็นสำหรับเฟสแสงเท่านั้น เฟสมืดไม่ขึ้นอยู่กับการมีอยู่ของมัน แต่ไม่ได้หมายความว่ามันเกิดขึ้นในความมืด ระยะแสงเกิดขึ้นบนเยื่อหุ้มไทลาคอยด์ของคลอโรพลาสต์ และระยะมืดเกิดขึ้นในสโตรมาของคลอโรพลาสต์

ในระหว่างเฟสแสง การจับตัวของ CO 2 จะไม่เกิดขึ้น สิ่งที่เกิดขึ้นทั้งหมดคือการจับพลังงานแสงอาทิตย์โดยคลอโรฟิลล์เชิงซ้อน การกักเก็บใน ATP และการใช้พลังงานเพื่อลด NADP เป็น NADP*H 2 การไหลของพลังงานจากคลอโรฟิลล์ที่ถูกกระตุ้นด้วยแสงนั้นได้มาจากอิเล็กตรอนที่ส่งไปตามห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนของเอนไซม์ที่สร้างไว้ในเยื่อหุ้มไทลาคอยด์

ไฮโดรเจนสำหรับ NADP มาจากน้ำ ซึ่งถูกสลายโดยแสงแดดให้เป็นอะตอมออกซิเจน ไฮโดรเจนโปรตอน และอิเล็กตรอน กระบวนการนี้เรียกว่า โฟโตไลซิส- ไม่จำเป็นต้องใช้ออกซิเจนจากน้ำในการสังเคราะห์ด้วยแสง อะตอมออกซิเจนจากโมเลกุลของน้ำ 2 โมเลกุลรวมกันเกิดเป็นออกซิเจนโมเลกุล สมการปฏิกิริยาสำหรับระยะแสงของการสังเคราะห์ด้วยแสงโดยสังเขปมีลักษณะดังนี้:

เอช 2 โอ + (ADP+P) + NADP → ATP + NADP*H 2 + ½O 2

ดังนั้นการปล่อยออกซิเจนจึงเกิดขึ้นในช่วงระยะแสงของการสังเคราะห์ด้วยแสง จำนวนโมเลกุล ATP ที่สังเคราะห์จาก ADP และกรดฟอสฟอริกต่อการโฟโตลิซิสของโมเลกุลน้ำหนึ่งโมเลกุลอาจแตกต่างกัน: หนึ่งหรือสองโมเลกุล

ดังนั้น ATP และ NADP*H 2 มาจากระยะแสงไปจนถึงระยะมืด ในที่นี้พลังงานของอันแรกและกำลังรีดิวซ์ของอันที่สองนั้นถูกใช้ไปกับการจับกับคาร์บอนไดออกไซด์ ขั้นตอนการสังเคราะห์ด้วยแสงนี้ไม่สามารถอธิบายได้ง่ายและกระชับ เนื่องจากไม่ได้ดำเนินการในลักษณะที่โมเลกุล CO 2 หกโมเลกุลรวมกับไฮโดรเจนที่ปล่อยออกมาจากโมเลกุล NADP*H 2 เพื่อสร้างกลูโคส:

6CO2 + 6NADP*H 2 →C 6 H 12 O 6 + 6NADP
(ปฏิกิริยาเกิดขึ้นกับการใช้พลังงาน ATP ซึ่งแบ่งออกเป็น ADP และกรดฟอสฟอริก)

ปฏิกิริยาที่ให้มาเป็นเพียงการทำให้เข้าใจง่ายขึ้นเพื่อให้เข้าใจได้ง่ายขึ้น ในความเป็นจริง โมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์จะจับกันทีละโมเลกุล โดยรวมเข้ากับสารอินทรีย์คาร์บอน 5 คาร์บอนที่เตรียมไว้แล้ว สารอินทรีย์คาร์บอน 6 คาร์บอนที่ไม่เสถียรเกิดขึ้น และแตกตัวออกเป็นโมเลกุลคาร์โบไฮเดรต 3 คาร์บอน โมเลกุลเหล่านี้บางส่วนใช้ในการสังเคราะห์สารคาร์บอนห้าชนิดดั้งเดิมอีกครั้งเพื่อจับกับ CO 2 การสังเคราะห์ใหม่นี้มั่นใจได้ วงจรคาลวิน- โมเลกุลคาร์โบไฮเดรตส่วนน้อยที่มีอะตอมของคาร์บอนสามอะตอมจะออกจากวงจร สารอินทรีย์อื่นๆ ทั้งหมด (คาร์โบไฮเดรต ไขมัน โปรตีน) ถูกสังเคราะห์จากสารเหล่านั้นและสารอื่นๆ

ที่จริงแล้ว น้ำตาลสามคาร์บอน ไม่ใช่กลูโคส ออกมาจากช่วงมืดของการสังเคราะห์ด้วยแสง