ในขณะที่มนุษย์และสัตว์กินพืชและสัตว์อื่นๆ เป็นอาหาร พืชสามารถสร้างอาหารโดยใช้แสงและกระบวนการที่เรียกว่าการสังเคราะห์ด้วยแสง การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นกระบวนการที่พืชสร้างอาหารโดยใช้คาร์บอนไดออกไซด์ น้ำ และแสงแดด
การสังเคราะห์ด้วยแสงคืออะไร?
การสังเคราะห์ด้วยแสงอาจเป็นคำที่มีขนาดใหญ่ แต่สามารถแบ่งออกเป็นคำย่อยได้สองคำคือ 'ภาพถ่าย' และ 'การสังเคราะห์' ภาพถ่ายหมายถึงแสงและการสังเคราะห์หมายถึงการรวมเข้าด้วยกัน แม้ว่ากระบวนการนี้อาจซับซ้อน แต่ก็สามารถเขียนได้ง่ายๆ ด้วยสมการคำต่อไปนี้:
บทความที่เกี่ยวข้อง- การสอนการสังเคราะห์ด้วยแสง
- เรือนกระจกทำงานอย่างไร?
- 3 การทดลองแม่เหล็กสำหรับเด็ก
การสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นได้อย่างไร
การสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นในใบของพืชที่คลอโรพลาสต์อาศัยอยู่ในเซลล์ มี สองขั้นตอนในการสังเคราะห์แสง . ระยะแรกต้องการแสงและระยะที่สองไม่ต้องการ ก่อนที่คุณจะเข้าใจกระบวนการสังเคราะห์แสง คุณต้องเข้าใจเพิ่มเติมเกี่ยวกับคลอโรพลาสต์เสียก่อน
คลอโรพลาสต์
เช่นเดียวกับมนุษย์ พืชประกอบด้วยเซลล์หลายพันเซลล์ ต่างจากเซลล์สัตว์ พืชมีโครงสร้างพิเศษที่เรียกว่า คลอโรพลาสต์ ที่การสังเคราะห์แสงเกิดขึ้น
คลอโรพลาสต์เป็นหยดรูปวงรีขนาดเล็กที่พบในเซลล์พืช บางครั้งเซลล์พืชมีคลอโรพลาสต์เพียงไม่กี่ชนิด ในขณะที่เซลล์อื่นๆ ใช้พื้นที่ทั้งหมดภายในเซลล์ คลอโรพลาสต์มีหลายชั้น ชั้นนอกเรียบในขณะที่คลอโรพลาสต์มีชิ้นส่วนสำคัญหลายชิ้น
ภายในคลอโรพลาสต์มีกระสอบที่เต็มไปด้วยคลอโรฟิลล์ที่เรียกว่า ไทลาคอยด์ ที่ลอยอยู่ในของเหลวที่เรียกว่าสโตรมา ไทลาคอยด์ดูเหมือนกองแพนเค้ก คลอโรฟิลล์ทำให้พืชมีสีเขียวและช่วยให้พืชดูดซับพลังงานจากแสงแดด
ขั้นตอนที่หนึ่ง: ปฏิกิริยาขึ้นอยู่กับแสง
ขั้นตอนแรกของการสังเคราะห์ด้วยแสงเรียกว่าขั้นตอนปฏิกิริยาที่ขึ้นกับแสง ระยะนี้เกิดขึ้นในไทลาคอยด์ของคลอโรพลาสต์และสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อมีแสงแดดส่องถึงเท่านั้น
- แสงแดดกระทบคลอโรฟิลล์ในคลอโรพลาสต์แล้วตื่นเต้น อิเล็กตรอน .
- อิเล็กตรอนที่ถูกกระตุ้นจะหลุดจากคลอโรฟิลล์
- เนื่องจากอิเล็กตรอนตัวหนึ่งเพิ่งออกจากคลอโรฟิลล์จึงต้องเปลี่ยน โมเลกุลของน้ำถูกแยกออกเป็นออกซิเจน (O2) และไฮโดรเจนไอออน (H+) ในไทลาคอยด์
- อิเล็กตรอนอิสระจะเกิดปฏิกิริยาเคมีเพื่อสร้าง ATP และ NADPH ซึ่งเป็นทั้งโมเลกุลพลังงานที่จำเป็นสำหรับขั้นตอนที่สองของการสังเคราะห์ด้วยแสง
ขั้นตอนที่สอง: วัฏจักรคาลวิน
ขั้นตอนที่สองของการสังเคราะห์ด้วยแสงเรียกว่า Calvin Cycle เกิดขึ้นในสโตรมาของคลอโรพลาสต์ แสงแดดไม่จำเป็นสำหรับ Calvin Cycle คาร์บอนไดออกไซด์และพลังงานจาก ATP และ NADPH สร้างกลูโคส กลูโคส เป็นน้ำตาลธรรมดาที่พืชเก็บเป็นพลังงาน และสามารถแปลงเป็นส่วนประกอบอื่นๆ เช่น แป้งและเซลลูโลสที่มีความสำคัญต่อโครงสร้างเซลล์
- คาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศถูกดูดซับผ่านรูในใบพืช
- โมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์จับกับน้ำตาลที่เรียกว่า RuBP
- ผ่านปฏิกิริยาเคมีสี่ขั้นตอน คาร์บอนไดออกไซด์ และโมเลกุล RuBP รวมกับ ATP และ NADPH ตั้งแต่ขั้นแรกเพื่อสร้างโมเลกุลของกลูโคส
วิดีโอต่อไปนี้สาธิตกระบวนการตั้งแต่ต้นจนจบ:
การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นสิ่งสำคัญ
การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นกระดูกสันหลังของสิ่งมีชีวิตบนโลก มนุษย์ไม่สามารถอยู่ได้โดยปราศจากออกซิเจน พืชออกซิเจนที่ผลิตขึ้นในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงจะถูกปล่อยสู่อากาศที่ผู้คนหายใจทุกวัน ในขณะที่ผู้คนหายใจเอาออกซิเจนเข้าไป พวกมันจะปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ออกมา พืชใช้คาร์บอนไดออกไซด์ในกระบวนการสังเคราะห์แสง ดังนั้นพืชมีหน้าที่สร้างสมดุลระหว่างระดับออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศ นอกจากนี้ พืชบางชนิดยังเก็บกลูโคสที่ผลิตขึ้นระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงในผลไม้และราก ผลไม้และรากเหล่านี้บางส่วน ได้แก่ แอปเปิ้ล แครอท สตรอเบอร์รี่ และอาหารอร่อยอื่นๆ ที่ผู้คนนิยมรับประทาน
