ຂະບວນການສັງເຄາະແສງເກີດຂຶ້ນແນວໃດໃນພືດ?

ຂະບວນການສັງເຄາະແສງເຮັດວຽກແນວໃດໃນພືດ

ການສັງເຄາະແສງແມ່ນຂະບວນການທາງຊີວະເຄມີທີ່ສຳຄັນຕໍ່ຊີວິດຢູ່ເທິງໂລກ, ໂດຍສະເພາະສຳລັບພືດ. ຜ່ານການສັງເຄາະແສງ, ພືດຈະປ່ຽນພະລັງງານແສງຕາເວັນເປັນພະລັງງານເຄມີໃນຮູບແບບຂອງນ້ຳຕານກລູໂຄສ, ເຊິ່ງຫຼັງຈາກນັ້ນຈະຖືກນຳໃຊ້ເປັນແຫຼ່ງພະລັງງານສຳລັບການຈະເລີນເຕີບໂຕ ແລະ ການພັດທະນາ. ບົດຄວາມນີ້ຈະອະທິບາຍຢ່າງເລິກເຊິ່ງກ່ຽວກັບວິທີການສັງເຄາະແສງເກີດຂຶ້ນໃນພືດ, ຕັ້ງແຕ່ໂຄງສ້າງຂອງຈຸລັງທີ່ກ່ຽວຂ້ອງຈົນເຖິງບົດບາດຂອງທາດປະສົມທີ່ສຳຄັນໃນຂະບວນການນີ້.

ການແນະນຳພື້ນຖານ

ການສັງເຄາະແສງເກີດຂຶ້ນໃນຄລໍໂຣພລາສ, ເຊິ່ງເປັນອະໄວຍະວະພິເສດພາຍໃນຈຸລັງພືດ. ຄລໍໂຣພລາສມີເມັດສີຂຽວທີ່ຮູ້ຈັກກັນໃນນາມຄລໍໂຣຟິວ, ເຊິ່ງມີຄວາມສາມາດໃນການຈັບພະລັງງານແສງຈາກດວງອາທິດ. ຂະບວນການສັງເຄາະແສງສາມາດແບ່ງອອກເປັນສອງຂັ້ນຕອນຫຼັກຄື: ປະຕິກິລິຍາແສງ (ເຊິ່ງຕ້ອງການແສງສະຫວ່າງ) ແລະ ປະຕິກິລິຍາມືດ (ເຊິ່ງບໍ່ຕ້ອງການແສງສະຫວ່າງ). ​​ສອງຂັ້ນຕອນນີ້ແມ່ນເຊື່ອມຕໍ່ກັນ ແລະ ມີບົດບາດສຳຄັນໃນການຜະລິດນ້ຳຕານງ່າຍໆເຊັ່ນ: ນ້ຳຕານກລູໂຄສຈາກຄາບອນໄດອອກໄຊ ແລະ ນ້ຳ.

ໂຄງສ້າງຂອງຈຸລັງ ແລະ ອໍແກນິກທີ່ກ່ຽວຂ້ອງ

1. ຄລໍໂຣພລາສ: ຄລໍໂຣພລາສແມ່ນບ່ອນຫຼັກຂອງການສັງເຄາະແສງ. ອໍແກແນລເຫຼົ່ານີ້ມີສອງເຍື່ອຫຸ້ມ ແລະ ປະກອບດ້ວຍໄທລາຄອຍ, ເຊິ່ງປະກອບເປັນກຣານາ. ໄທລາຄອຍແມ່ນບ່ອນທີ່ປະຕິກິລິຍາແສງສະຫວ່າງຂອງການສັງເຄາະແສງເກີດຂຶ້ນ.

2. ຄລໍໂຣຟິວ: ເມັດສີນີ້ດູດຊຶມແສງແດດ, ໂດຍສະເພາະໃນພາກພື້ນສີຟ້າ ແລະ ສີແດງຂອງສະເປກຕຣຳ, ແລະ ສະທ້ອນແສງສີຂຽວ, ດັ່ງນັ້ນພືດຈຶ່ງປະກົດເປັນສີຂຽວ.

3. ສະໂຕຣມາ: ນ້ຳທີ່ເຕັມໄປດ້ວຍຄໍໂລພລາສຢູ່ນອກໄທລາຄອຍ, ບ່ອນທີ່ປະຕິກິລິຍາມືດຂອງການສັງເຄາະແສງເກີດຂຶ້ນ.

ປະຕິກິລິຍາແສງ

ປະຕິກິລິຍາແສງສະຫວ່າງເກີດຂຶ້ນໃນເຍື່ອ thylakoid ແລະຕ້ອງການແສງສະຫວ່າງເປັນແຫຼ່ງພະລັງງານ. ຈຸດປະສົງຫຼັກຂອງປະຕິກິລິຍາເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນເພື່ອປ່ຽນພະລັງງານແສງສະຫວ່າງເປັນພະລັງງານເຄມີໃນຮູບແບບຂອງ ATP (adenosine triphosphate) ແລະ NADPH (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate), ເຊິ່ງທັງສອງຢ່າງນີ້ຖືກນໍາໃຊ້ໃນປະຕິກິລິຍາມືດ.

1. ການດູດຊຶມແສງ: ຄລໍໂຣຟິວໃນໄທລາຄອຍດ໌ດູດຊຶມພະລັງງານແສງ. ຫຼັງຈາກນັ້ນພະລັງງານນີ້ຈະຖືກໂອນໄປຫາສູນປະຕິກິລິຍາໃນລະບົບແສງ II.

2. ການແຍກນ້ຳດ້ວຍແສງ: ນ້ຳທີ່ແຍກອອກໂດຍເອນໄຊໃນລະບົບແສງ II ຈະຖືກແຍກອອກເປັນອົກຊີເຈນ, ໂປຣຕອນ ແລະ ເອເລັກຕຣອນ. ອົກຊີເຈນຖືກປ່ອຍອອກເປັນຜະລິດຕະພັນຮ່ວມສູ່ຊັ້ນບັນຍາກາດ.

3. ການໂອນເອເລັກຕຣອນ: ເອເລັກຕຣອນຈາກການແຍກໂຟໂຕໄລຊິສຂອງນໍ້າໄຫຼຜ່ານລະບົບຕ່ອງໂສ້ການຂົນສົ່ງເອເລັກຕຣອນ, ເຊິ່ງເປັນເສັ້ນທາງໂປຣຕີນປະເພດໜຶ່ງທີ່ສ້າງພະລັງງານເພື່ອສູບໂປຣຕອນເຂົ້າໄປໃນຮູ thylakoid, ສ້າງຄວາມຜັນຜວນຂອງໂປຣຕອນ.

4. ການສ້າງ ATP: ການປ່ຽນແປງຂອງໂປຣຕອນກະຕຸ້ນເອນໄຊມ໌ ATP synthase ໃຫ້ປ່ຽນ ADP (adenosine diphosphate) ໄປເປັນ ATP.

5. ການຫຼຸດຜ່ອນ NADP+: ເອເລັກຕຣອນທີ່ໄປຮອດລະບົບແສງ I ແລະໄດ້ຮັບພະລັງງານແສງສະຫວ່າງຫຼາຍຂຶ້ນແມ່ນຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນ NADP+ ເປັນ NADPH.

ປະຕິກິລິຍາມືດ (ວົງຈອນ Calvin)

ປະຕິກິລິຍາມືດ ຫຼື ທີ່ຮູ້ຈັກກັນໃນນາມວົງຈອນ Calvin ເກີດຂຶ້ນໃນ stroma ຂອງ chloroplasts ແລະບໍ່ຕ້ອງການແສງສະຫວ່າງ. ພວກມັນໃຊ້ ATP ແລະ NADPH ທີ່ຜະລິດຢູ່ໃນປະຕິກິລິຍາແສງສະຫວ່າງເພື່ອປ່ຽນອາຍຄາບອນໄດອອກໄຊໄປເປັນນ້ຳຕານກລູໂຄສ.

1. ການตรึงຄາບອນ: CO2 ຈາກຊັ້ນບັນຍາກາດຖືກตรึงໂດຍເອນໄຊ Rubisco ໃຫ້ເປັນໂມເລກຸນ 3-phosphoglycerate (3-PGA).

2. ການຫຼຸດປະຕິກິລິຍາ: ຜ່ານການປະຕິກິລິຍາຫຼາຍໆຄັ້ງໂດຍໃຊ້ ATP ແລະ NADPH, 3-PGA ຖືກປ່ຽນເປັນ glyceraldehyde-3-phosphate (G3P/GA3P), ເຊິ່ງເປັນນ້ຳຕານທຳມະດາ.

3. ການຟື້ນຟູ RuBP: G3P ບາງສ່ວນຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອສັງເຄາະນ້ຳຕານກລູໂຄສ ແລະ ຄາໂບໄຮເດຣດອື່ນໆ, ໃນຂະນະທີ່ບາງສ່ວນຖືກນໍາໃຊ້ເພື່ອຟື້ນຟູ ribulose bisphosphate (RuBP), ໂມເລກຸນທີ່ເລີ່ມຕົ້ນວົງຈອນນີ້.

ປັດໄຈທີ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ການສັງເຄາະແສງ

ການສັງເຄາະແສງໄດ້ຮັບອິດທິພົນຈາກປັດໃຈສິ່ງແວດລ້ອມຕ່າງໆ, ລວມທັງຄວາມເຂັ້ມຂອງແສງ, ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງ CO2, ອຸນຫະພູມ, ແລະ ຄວາມພ້ອມຂອງນໍ້າ.

1. ຄວາມເຂັ້ມຂອງແສງ: ຄວາມເຂັ້ມຂອງແສງສູງເທົ່າໃດ, ພະລັງງານທີ່ມີໃຫ້ສຳລັບປະຕິກິລິຍາແສງກໍ່ຈະຫຼາຍຂຶ້ນເທົ່ານັ້ນ, ຈົນເຖິງຈຸດອີ່ມຕົວທີ່ແນ່ນອນ.

2. ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງ CO2: ຄວາມເຂັ້ມຂຸ້ນຂອງ CO2 ທີ່ສູງຂຶ້ນຈະເພີ່ມອັດຕາການຍຶດຕິດຄາບອນຈົນກວ່າມັນຈະຮອດຈຸດອີ່ມຕົວ.

3. ອຸນຫະພູມ: ອຸນຫະພູມມີຜົນກະທົບຕໍ່ກິດຈະກຳຂອງເອນໄຊມ໌ສັງເຄາະແສງ. ມີອຸນຫະພູມທີ່ດີທີ່ສຸດທີ່ເອນໄຊມ໌ເຮັດວຽກໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບສູງສຸດ, ໂດຍປົກກະຕິແມ່ນຢູ່ລະຫວ່າງ 25 ຫາ 30°C ສຳລັບພືດສ່ວນໃຫຍ່.

4. ການມີນໍ້າຢູ່: ນໍ້າແມ່ນໜຶ່ງໃນຕົວຕັ້ງຕົວຕີໃນການແຍກແສງ ແລະ ຍັງມີຄວາມສຳຄັນຕໍ່ການຮັກສາຄວາມດັນ turgor ຂອງຈຸລັງ.

ຄວາມສຳຄັນຂອງການສັງເຄາະແສງ

ການສັງເຄາະແສງແມ່ນພື້ນຖານຂອງຕ່ອງໂສ້ອາຫານສ່ວນໃຫຍ່ໃນໂລກ. ມັນບໍ່ພຽງແຕ່ໃຫ້ອົກຊີເຈນທີ່ພວກເຮົາຫາຍໃຈເທົ່ານັ້ນ ແຕ່ຍັງຜະລິດພະລັງງານເຄມີທີ່ໃຊ້ໂດຍສິ່ງມີຊີວິດທັງໝົດ.

1. ການຜະລິດອົກຊີເຈນ: ອົກຊີເຈນທີ່ຜະລິດຈາກການແຍກແສງດ້ວຍນ້ຳແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍຕໍ່ຊີວິດທີ່ມີຊີວິດແບບແອໂຣບິກ.

2. ແຫຼ່ງພະລັງງານ: ນ້ຳຕານກລູໂຄສທີ່ຜະລິດໂດຍການສັງເຄາະແສງແມ່ນແຫຼ່ງພະລັງງານຫຼັກສຳລັບພືດ ແລະ ໂດຍທາງອ້ອມສຳລັບສິ່ງມີຊີວິດອື່ນໆທັງໝົດໃນລະບົບນິເວດ.

3. ວົງຈອນຄາບອນ: ການສັງເຄາະແສງຍັງມີບົດບາດສຳຄັນໃນວົງຈອນຄາບອນທົ່ວໂລກໂດຍການຫຼຸດຜ່ອນປະລິມານ CO2 ໃນຊັ້ນບັນຍາກາດ.

ການນຳໃຊ້ເຕັກໂນໂລຊີຊີວະພາບ

ຄວາມເຂົ້າໃຈທີ່ດີຂຶ້ນກ່ຽວກັບຂະບວນການສັງເຄາະແສງຍັງໄດ້ນຳໄປສູ່ການນຳໃຊ້ເຕັກໂນໂລຊີຊີວະພາບທີ່ຫຼາກຫຼາຍ, ເຊັ່ນ: ວິສະວະກຳໂຮງງານໃຫ້ມີປະສິດທິພາບຫຼາຍຂຶ້ນໃນການໃຊ້ແສງສະຫວ່າງ ຫຼື CO2, ເຊິ່ງສາມາດເພີ່ມຜົນຜະລິດດ້ານກະສິກຳ ແລະ ຊ່ວຍຕ້ານການປ່ຽນແປງຂອງດິນຟ້າອາກາດ.

ສະຫຼຸບ

ການສັງເຄາະແສງແມ່ນຂະບວນການທີ່ສັບສົນແຕ່ມີການຄວບຄຸມສູງ ເຊິ່ງກ່ຽວຂ້ອງກັບປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີ ແລະ ຟີຊິກຫຼາຍຢ່າງ. ການເຂົ້າໃຈຂະບວນການນີ້ໃຫ້ຄວາມເຂົ້າໃຈທີ່ເລິກເຊິ່ງກວ່າກ່ຽວກັບວິທີການເຮັດວຽກຂອງພືດ ແລະ ລະບົບນິເວດຂອງພວກເຮົາ ແລະ ສະເໜີຄວາມເປັນໄປໄດ້ໃນການນຳໃຊ້ກົນໄກນີ້ເພື່ອຜົນປະໂຫຍດດ້ານກະສິກຳ ແລະ ສິ່ງແວດລ້ອມ. ຕັ້ງແຕ່ການດູດຊຶມແສງສະຫວ່າງໂດຍຄລໍໂຣຟິວ ຈົນເຖິງການສ້າງນ້ຳຕານໃນວົງຈອນ Calvin, ແຕ່ລະຂັ້ນຕອນຂອງການສັງເຄາະແສງສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງຄວາມມະຫັດສະຈັນທາງທຳມະຊາດທີ່ເຮັດໃຫ້ຊີວິດສາມາດສືບຕໍ່ໄດ້ຢູ່ເທິງດາວເຄາະຂອງພວກເຮົາ.