Back to the topics list

photosynthesis

Viumbe vyote vilivyo hai vinahitaji nishati ili kuishi. Wanachukua nishati hii kutoka kwa chakula. Lakini, umewahi kuona mimea ikila chakula? Kisha, wanapataje nguvu zao? Mimea hupata nishati kupitia mchakato uitwao photosynthesis ambayo huwawezesha kutengeneza chakula chao. Soma ili kujifunza zaidi kuhusu mada hii ya kuvutia.

Malengo ya Kujifunza

Katika somo hili, tutajifunza kuhusu yafuatayo

1. Ufafanuzi wa photosynthesis
2. Athari za kemikali zinazotokea wakati wa photosynthesis
3. Hatua katika mchakato wa usanisinuru ambayo huwezesha phototrofu kutengeneza chakula chao
4. Hatua kuu mbili za photosynthesis - mmenyuko wa mwanga na mmenyuko wa giza
5. Aina nne tofauti za rangi zinazohusika katika usanisinuru

Usanisinuru ni mchakato ambao fototrofi hubadilisha nishati ya mwanga kuwa nishati ya kemikali, ambayo hutumiwa kutia shughuli za seli. Inachukua kloroplasti kupitia rangi kama vile klorofili a, klorofili b, carotene, na xanthophyll.

Mimea yote ya kijani kibichi na viumbe vingine vichache vya ototrofiki hutegemea usanisinuru kutumia kaboni dioksidi, maji na mwanga wa jua ili kuunganisha virutubisho. Oksijeni ni zao la usanisinuru.

Kama mimea ya kijani kibichi, viumbe vingine pia hufanya photosynthesis. Hizi ni pamoja na prokariyoti kama bakteria zambarau, cyanobacteria, na bakteria ya kijani kiberiti.

Mmenyuko wa photosynthesis unaweza kuonyeshwa kama:

Dioksidi kaboni + Maji ========= Glucose + Oksijeni

(Mwanga wa jua)

Umuhimu wa photosynthesis

Photosynthesis ni muhimu kwa kuwepo kwa viumbe vyote duniani. Inachukua jukumu muhimu katika mlolongo wa chakula. Inaruhusu mimea kuunda chakula chao hivyo, kuwafanya wazalishaji wa msingi.

Photosynthesis pia hutoa oksijeni kwenye anga. Oksijeni inahitajika kwa viumbe vingi ili kuishi.

Tovuti ya photosynthesis

Photosynthesis hufanyika katika kloroplast katika mimea na mwani wa bluu-kijani. Sehemu zote za kijani za mmea, ikiwa ni pamoja na mashina ya kijani, majani ya kijani, na sepals ina kloroplast.

Chloroplasts zipo tu katika seli za mimea na ziko ndani ya seli za mesophyll za majani.

Usanisinuru Equation

Katika usanisinuru, dioksidi kaboni na maji huguswa na kuunda bidhaa mbili, yaani, oksijeni na glukosi. Hii ni mmenyuko wa mwisho wa joto.

6CO ₂ + 6H ₂ O = C ₆ H ₁₂ O ₆ + 6O ₂

Tofauti na mimea, si bakteria zote huzalisha oksijeni kama bidhaa ya usanisinuru. Bakteria ambazo hazitoi oksijeni kama matokeo ya usanisinuru huitwa bakteria wa photosynthetic anoksijeni. Bakteria zinazozalisha oksijeni kama matokeo ya usanisinuru huitwa bakteria ya oksijeni ya photosynthetic.

Rangi ya photosynthetic

Kuna aina nne tofauti za rangi kwenye majani:

1. Klorofili a
2. Chlorofili b
3. Xanthophylls
4. Carotenoids

Hatua za mchakato

Katika kiwango cha seli, mchakato wa photosynthesis hufanyika katika organelles za seli zinazoitwa kloroplasts. Organelles hizi zina rangi ya kijani-rangi inayoitwa klorofili, ambayo inawajibika kwa rangi ya kijani ya majani.

Kimuundo, jani linajumuisha petiole, epidermis na lamina. Lamina hutumiwa kwa kunyonya mwanga wa jua na dioksidi kaboni wakati wa photosynthesis.

• Wakati wa mchakato wa photosynthesis, dioksidi kaboni huingia kupitia stomata, maji huingizwa na nywele za mizizi kutoka kwenye udongo na huchukuliwa kwenye majani kupitia vyombo vya xylem. Klorofili hufyonza nishati ya mwanga kutoka kwa jua ili kugawanya molekuli za maji ndani ya hidrojeni na oksijeni.
• Hidrojeni kutoka kwa molekuli za maji na dioksidi kaboni inayofyonzwa kutoka hewani hutumiwa katika utengenezaji wa glukosi. Zaidi ya hayo, oksijeni hutolewa kwenye angahewa kupitia majani kama takataka.
• Glukosi ni chanzo cha chakula kwa mimea ambayo hutoa nishati kwa ukuaji na maendeleo wakati iliyobaki huhifadhiwa kwenye mizizi, majani na matunda kwa matumizi yao ya baadaye.
• Rangi ni vipengele vingine vya msingi vya seli za usanisinuru. Ni molekuli zinazotoa rangi na hufyonza mwanga kwa urefu fulani mahususi na kurudisha nyuma mwanga ambao haujafyonzwa. Mimea yote ya kijani kibichi ina klorofili a, klorofili b, na carotenoidi ambazo zipo kwenye thylakoidi za kloroplast. Kimsingi hutumiwa kukamata nishati ya mwanga. Chlorophyll-a ni rangi kuu.

Hatua mbili za photosynthesis

Mchakato wa photosynthesis hufanyika katika hatua mbili:

• Mwitikio unaotegemea mwanga au majibu ya mwanga
• Mwitikio mwepesi wa kujitegemea au majibu ya giza

Mwitikio wa Mwanga wa Usanisinuru au Mwitikio unaotegemea Mwanga

• Photosynthesis huanza na mmenyuko wa mwanga. Inafanywa tu wakati wa mchana mbele ya jua. Katika mimea, mmenyuko wa mwanga hufanyika katika utando wa thylakoid wa kloroplasts.
• Ndani ya utando wa thylakoid, kuna miundo inayofanana na kifuko inayoitwa Grana ambayo hukusanya mwanga.
• Nishati ya nuru inabadilishwa kuwa ATP na NADPH ambayo hutumiwa katika awamu ya pili ya photosynthesis. Maji hutumiwa na oksijeni hutolewa.

Equation ya kemikali katika mmenyuko wa mwanga wa photosynthesis inaweza kupunguzwa kwa:

2H ₂ O + 2NADP + 3ADP + 3Pi = O ₂ + 2NADPH + 3ATP

Mwitikio wa Giza wa Usanisinuru au Mwitikio Unaojitegemea Mwanga

• Hii pia inaitwa mmenyuko wa kurekebisha kaboni.
• Ni mchakato usio na mwanga ambao molekuli za sukari huundwa kutoka kwa molekuli za maji na dioksidi kaboni.
• Mmenyuko wa giza hutokea katika stroma ya kloroplast ambapo hutumia NADPH na bidhaa za ATP za mmenyuko wa mwanga.
• Mimea huchukua kaboni dioksidi kutoka kwa anga kupitia stomata na kuendelea na mzunguko wa Calvin.
• Katika mzunguko wa Calvin, ATP na NADPH zinazoundwa wakati wa mmenyuko wa mwanga huendesha mmenyuko na kubadilisha molekuli sita za dioksidi kaboni kuwa molekuli moja ya sukari au glukosi.

Mlinganyo wa kemikali kwa mmenyuko wa giza ni

3CO ₂ + 6NADPH + 5H ₂ O + 9ATP = G3P + 2H + 6NADP + 9ADP +8Pi

(Ambapo G3P ​​ni glyceraldehyde-3-phosphate)