תוֹכֶן
פוטוסינתזה היא צמחי התהליך וכמה אצות שמשמשות להמרת אנרגיית אור לאנרגיה כימית המאוחסנת כסוכר בתוך כלורופלסטים - מפעלי האנרגיה הנמצאים בתאי צמחים. צמחים זקוקים רק לפחמן דו חמצני ומים כדי שהפוטוסינתזה תעבוד. כלורופלסטים מלאים בכלורופיל, מפתח פיגמנט ירוק לפוטוסינתזה, המסייע לצמח לספוג אור. אנרגיה המאוחסנת במהלך פוטוסינתזה מתחילה את זרימת האנרגיה והפחמן לאורך שרשרת המזון.
TL; DR (יותר מדי זמן; לא קרא)
ברגע שצמחים ממירים אור שמש לאנרגיה, מולקולות אנרגיה עוזרות להפוך את הדלק לסוכרים במפעלי האנרגיה של הצמחים הנקראים כלורופלסטים שנמצאים בעלים. בתהליך הפוטוסינתזה והנשימה, צמחים מייצרים גלוקוז או סוכר וחמצן.
תגובה כימית כנוסחה
הנוסחה המתארת פוטוסינתזה היא 6CO2 + 6H20 + אנרגיית אור = C6H1206 + 602. משמעות המשוואה הכימית הזו היא שפוטוסינתזה משלבת אנרגיית אור עם שש מולקולות של פחמן דו חמצני ושש מולקולות מים לייצור שש מולקולות של חמצן ומולקולה אחת של סוכר .
תגובת אור
הפוטוסינתזה מחולקת לשני שלבים עיקריים: תגובה קלה ותגובה אפלה. תגובת האור ממירה אנרגיית אור לטוספוספט אדנוזין, מטבע האנרגיה של כל החיים, וניקוטין-אדנין דינוקלוטיד פוספט, שניהם הופכים למולקולות נושאות אנרגיה הדרושות לשלב האפל או לפוטוסינתזה. שלב זה מתרחש בקרום בלוטת התריס, קרום שנמצא בתוך כלורופלסטים.
מחזור קלווין
התגובה האפלה מעסיקה ATP ו- NADPH שנוצרו בתגובת האור כדי להפוך את הפחמן הדו-חמצני לסוכר. שלב זה קורה בתוך הסטומה של הצמחים בחושך. המחזור העיקרי בשלב זה נקרא מחזור קלווין המורכב משלושה שלבים. שלב ראשון, המכונה גם שלב קיבוע הפחמן, הוא כאשר דו תחמוצת הפחמן משתלבת עם ריבולוז ביספוספט, סוכר בעל חמש פחמן. בשלב שני, ATP עוזר להמיר את המוצר שלב ראשון לסוכר. השלב השלישי, או שלב ההתחדשות, משתמש שוב ב- ATP כדי להתחדש ברמות השמורה של ה- RuBp בתא, ומשלים את המחזור.
מטבע כל החיים
ATP הוא מרכיב חיוני בתהליך הפוטוסינתזה. ביולוגים רואים זאת כמטבע החיים, מכיוון שזהו מקור האנרגיה החביב על התאים לעשות כמעט כל דבר, החל מהנעת שרירים ועד לאפשר נשימה.
ספיגת אור
צמחים משתמשים באנרגיית אור כדי להתחיל בתהליך הפוטוסינתזה ולדלק את אגירת האנרגיה בסוכרים. האור מחולק לצבעים שונים עם אורכי הגל האופייניים שלהם כאשר כל אורך גל המיוצג על ידי פיגמנט אינדיבידואלי. הכלורופיל, פיגמנט צמחי ספציפי, לוקח אור כחול ואדום ואילו הקרוטנואיד, סוג אחר של פיגמנט צמחי, משתמש בגלי אור כחול-ירוק. אורכי גל ירוקים אינם נקלטים ביעילות על ידי צמחים ומשתקפים על ידי העלים והגבעולים של הצמחים, מה שגורם לצמחים להיראות ירוקים.