Nā nīnau hoʻohālike a me ke kūkākūkā ʻana o nā hopena ʻeleʻele
ʻO nā hopena ʻeleʻele, i ʻike ʻia hoʻi ʻo ke kaʻina hana Calvin, ʻo ia nā pae o ka photosynthesis e hana ʻia ma hope o nā hopena māmā. I loko o kēia mau hopena, hoʻololi ʻia ke kalapona dioxide i glucose me ka hoʻohana ʻana i ka ATP a me NADPH i hana ʻia i loko o nā hopena māmā. He mea nui ka hoʻomaopopo ʻana i nā hopena ʻeleʻele no nā haumāna biology, ʻoiai ka poʻe e aʻo ana i ka photosynthesis. Ma kēia ʻatikala, e uhi mākou i kekahi mau pilikia hoʻohālike a kūkākūkā i nā hopena ʻeleʻele.
Pendahuluan
Hana ʻia ke kaʻina hana Calvin ma ka stroma chloroplast a pili i kekahi mau ʻanuʻu koʻikoʻi. Ua kapa ʻia kēia kaʻina hana ʻo ke kaʻina hana Calvin ma hope o ke kanaka ʻepekema ʻo Melvin Calvin, nāna i wehewehe i ke ʻano hana. ʻO nā ʻanuʻu nui o ke kaʻina hana Calvin e pili ana i ka hoʻopaʻa ʻana o ke kalapona, ka hōʻemi ʻana, a me ka hana hou ʻana o ribulose bisphosphate (RuBP). Eia kahi ʻike pōkole o kēlā me kēia ʻanuʻu:
1. Hoʻopaʻa Kalapona: ʻO ke kahua kahi e hoʻopaʻa ʻia ai ke kalapona ʻokikene e RuBP me ke kōkua o ka enzyme rubisco, e hana ana i nā hui waena.
2. Hoʻemi ʻia: Hoʻemi ʻia nā hui i hana ʻia mai ka hoʻopaʻa ʻana o ke kalapona i glyceraldehyde-3-phosphate (G3P). Hoʻohana kēia kaʻina hana i ka ATP a me NADPH.
3. Ka hana hou ʻana o RuBP: Hoʻohana ʻia kekahi mau molekala G3P e hana i ka glucose, aʻo kekahi e hoʻohana ʻia e hana hou i ka RuBP.
Nā Nīnau Laʻana a me ke Kūkākūkā
I mea e hoʻomaopopo maikaʻi ai i ke kaʻina hana Calvin, e nānā kākou i kekahi mau laʻana o nā nīnau e kū pinepine ʻia i nā hoʻokolohua me kā lākou mau kūkākūkā ʻana.
Laʻana Nīnau 1
Nīnau:
He aha ke kuleana o ATP a me NADPH i nā hopena pouli o ka photosynthesis, a pehea lā lākou i hana ʻia ai mai nā hopena mālamalama?
Kūkākūkā:
I loko o nā hopena ʻeleʻele, hana ʻo ATP a me NADPH ma ke ʻano he kumu ikehu a me nā mea hoʻemi i hoʻohana ʻia e hoʻololi i ke kalapona ʻokikene i glucose. Hāʻawi ʻo ATP i ka ikehu manuahi no ka hopena kemika, ʻoiai ʻo NADPH e hāʻawi i nā electrons e pono ai no ka hoʻemi ʻana.
Hoʻopuka ʻia kēia mau molekala ʻelua i ka wā o nā hopena māmā o ka photosynthesis, kahi e hana ʻia ma nā thylakoids o nā chloroplasts. I loko o nā hopena māmā, hoʻopili ʻia ka mālamalama e ka chlorophyll, e hoʻoulu ai i ka māhele ʻana o ka wai i oxygen, protons, a me nā electrons. Hele nā electrons i hoʻokuʻu ʻia ma o ke kaulahao lawe electron, e hōʻemi ana i ka NADP+ i NADPH a synthesize i ka ATP ma o ka photophosphorylation.
Laʻana Nīnau 2
Nīnau:
E wehewehe i nā pae o ka hoʻopaʻa ʻana o ke kalapona i loko o ke kaʻina hana ʻo Calvin a me nā enzymes nui e pili ana i kēia kaʻina hana.
Kūkākūkā:
ʻO ka hoʻopaʻa ʻana o ke kalapona ka hana mua o ke kaʻina hana Calvin, kahi e lawe ʻia ai ke kalapona ʻokikene mai ka lewa a hui pū ʻia me RuBP (ribulose-1,5-bisphosphate) e hana i kahi hui ʻeono-kalapona paʻa ʻole. Hoʻokaʻawale koke ʻia kēia hui i ʻelua mau molekala o 3-phosphoglycerate (3-PGA).
ʻO ka enzyme i komo nui i kēia kaʻina hana ʻo ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase, i kapa pinepine ʻia ʻo rubisco. ʻO Rubisco kekahi o nā enzymes nui loa ma ka Honua, no kona kuleana koʻikoʻi i nā kaʻina hana hoʻokele kalapona o ka honua.
Laʻana Nīnau 3
Nīnau:
Ehia mau mole ATP a me NADPH e pono ai e hana i hoʻokahi mole glucose ma o ke kaʻina hana Calvin?
Kūkākūkā:
No ka hana ʻana i hoʻokahi molekala o ka glucose (C6H12O6), pono e hana ʻia ke kaʻina hana Calvin i ʻeono manawa no ka mea hoʻokahi wale nō ʻātoma kalapona hou e hāʻawi i kēlā me kēia kaʻina hana i ka iwi kalapona organik. I kēlā me kēia kaʻina hana Calvin, ʻo ka hoʻopaʻa ʻana a me ka hōʻemi ʻana o hoʻokahi molekala o 3-PGA i hoʻokahi molekala o glyceraldehyde-3-phosphate (G3P) e pono ai he 3 ATP a me 2 NADPH.
No laila, no ka hana ʻana i hoʻokahi molekala o ka glucose, pono ka huina o 18 mau molekala ATP a me 12 mau molekala NADPH (3 ATP a me 2 NADPH i kēlā me kēia pōʻaiapuni i hoʻonui ʻia i 6 mau pōʻaiapuni).
Laʻana Nīnau 4
Nīnau:
He aha ka mea e hana ʻia i nā molekala G3P i hana ʻia ma ke kaʻina hana Calvin, a pehea lā e pili ai ʻo G3P i ka hana ʻana o ka glucose?
Kūkākūkā:
I loko o ke kaʻina hana Calvin, hoʻohana ʻia kekahi o nā molekole G3P i hana ʻia e hana hou iā RuBP, e ʻae ana i ke kaʻina hana e hoʻomau. Eia nō naʻe, hoʻohana ʻia kekahi G3P ma ke ʻano he mea mua no ka hana ʻana o ka glucose a me nā kalapona ʻē aʻe.
ʻO ka maʻamau, no kēlā me kēia ʻeono mau molekala G3P i hana ʻia, ʻelima e hoʻohana ʻia e hana hou i ʻekolu mau molekala RuBP, ʻoiai hoʻokahi molekala G3P e puka i waho o ke kaʻina hana e kōkua i ka synthesis o ka glucose a me nā biomolecules ʻē aʻe e like me ka starch a me ka cellulose. Ma o ke ala biosynthetic i loko o ka stroma, ua hui pū ʻia ʻelua mau molekala G3P e hana i hoʻokahi molekala o ka glucose a i ʻole fructose.
Laʻana Nīnau 5
Nīnau:
No ke aha i manaʻo pinepine ʻia ai nā hopena ʻeleʻele he pōʻaiapuni, a he aha ko lākou koʻikoʻi i ke kaʻina hana o ka photosynthesis?
Kūkākūkā:
Ua kapa ʻia nā hopena ʻeleʻele ʻo ke kaʻina hana Calvin no ka mea ma ka hopena o ke kaʻina hana, ua hana hou ʻia ka RuBP i hoʻohana ʻia i ka hoʻopaʻa ʻana o ke kalapona mua i hiki ke hoʻohana hou ʻia i ka pōʻaiapuni aʻe. He mea koʻikoʻi ka hiki ke hana hou i ka RuBP no ka mea e hiki ai i nā mea kanu ke hana pinepine i nā hopena hoʻopaʻa kalapona, e hana ana i ka nui o ke kalapona ʻokikene i mea olaola.
ʻO ke koʻikoʻi o ke kaʻina hana Calvin i ka photosynthesis, ʻo ia ka hiki ke hopu pono i ke kalapona ʻokikene, e hoʻololi ana iā ia i ʻano ikehu kemika hiki ke hoʻohana ʻia e nā mea kanu a me nā meaola ʻē aʻe ma ke ʻano he wahie a ma ke ʻano he mea mua no ka synthesis o nā molekala organik ʻē aʻe. ʻO ka hoʻomau ʻana o kēia kaʻina hana ke kī i ke kākoʻo ʻana i ka ʻōnaehana ola honua no ka mea hāʻawi ia i ka glucose, he mea nui ia no ke ola.
Ka hopena
ʻO nā hopena ʻeleʻele o ka photosynthesis he ʻāpana koʻikoʻi ia i ka hoʻomaopopo ʻana pehea e hoʻololi ai nā mea kanu i ka ikehu o ka lā i ikehu kemika pono a mālama i kēia ikehu no ka hoʻohana ʻana i nā kaʻina hana olaola like ʻole. Ma ka hoʻomaopopo ʻana i nā kaʻina hana o ka hoʻopaʻa ʻana o ke kalapona, ka hōʻemi ʻana, a me ka hana hou ʻana o RuBP i loko o ke kaʻina hana Calvin, hiki iā mākou ke mahalo i ke koʻikoʻi o ka photosynthesis i loko o kā mākou kaiaolaola a pehea e kākoʻo ai i ke ola ma ka Honua. Manaʻolana mākou e kōkua kēia mau nīnau a me nā hoʻonā hoʻohālike i ka poʻe heluhelu e hoʻomākaukau no ka hoʻokolohua a hoʻonui i ko lākou ʻike i kēia kaʻina hana kupaianaha.
