ความสำคัญของระยะแสงและความมืดของการสังเคราะห์ด้วยแสง ระยะแสงของการสังเคราะห์ด้วยแสง

พลังงานของแสงแดดถูกแปลงในช่วงแสงและความมืดของการสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นพลังงานของพันธะเคมีของกลูโคสอย่างไร อธิบายคำตอบของคุณ

คำตอบ

ในช่วงแสงของการสังเคราะห์ด้วยแสง พลังงานของแสงแดดจะถูกแปลงเป็นพลังงานของอิเล็กตรอนที่ถูกกระตุ้น จากนั้นพลังงานของอิเล็กตรอนที่ถูกกระตุ้นจะถูกแปลงเป็นพลังงานของ ATP และ NADP-H2 ในช่วงมืดของการสังเคราะห์ด้วยแสง พลังงานของ ATP และ NADP-H2 จะถูกแปลงเป็นพลังงานของพันธะเคมีของกลูโคส

จะเกิดอะไรขึ้นระหว่างระยะแสงของการสังเคราะห์ด้วยแสง?

คำตอบ

อิเล็กตรอนคลอโรฟิลล์ตื่นเต้นกับพลังงานแสงเคลื่อนที่ไปตามห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน พลังงานของพวกมันจะถูกเก็บไว้ใน ATP และ NADP-H2 โฟโตไลซิสของน้ำเกิดขึ้นและปล่อยออกซิเจนออกมา

กระบวนการหลักใดที่เกิดขึ้นในช่วงมืดของการสังเคราะห์ด้วยแสง?

คำตอบ

จากคาร์บอนไดออกไซด์ที่ได้รับจากบรรยากาศและไฮโดรเจนที่ได้รับในช่วงแสง กลูโคสจะเกิดขึ้นเนื่องจากพลังงานของ ATP ที่ได้รับในช่วงแสง

คลอโรฟิลล์ในเซลล์พืชมีหน้าที่อะไร?

คำตอบ

คลอโรฟิลล์มีส่วนร่วมในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ในช่วงแสง คลอโรฟิลล์ดูดซับแสง คลอโรฟิลล์อิเล็กตรอนได้รับพลังงานแสง แตกออกและไปตามห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอน

อิเล็กตรอนของโมเลกุลคลอโรฟิลล์มีบทบาทอย่างไรในการสังเคราะห์ด้วยแสง?

คำตอบ

อิเล็กตรอนของคลอโรฟิลล์ที่ถูกกระตุ้นโดยแสงแดดจะเคลื่อนผ่านสายโซ่ขนส่งอิเล็กตรอนและปล่อยพลังงานไปสร้าง ATP และ NADP-H2

ออกซิเจนอิสระเกิดขึ้นที่ขั้นตอนใดของการสังเคราะห์ด้วยแสง

คำตอบ

ในระยะแสง ระหว่างโฟโตไลซิสของน้ำ

การสังเคราะห์ ATP เกิดขึ้นในช่วงใดของการสังเคราะห์ด้วยแสง

คำตอบ

ระยะก่อนแสง

สารใดทำหน้าที่เป็นแหล่งออกซิเจนในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง

คำตอบ

น้ำ (ออกซิเจนถูกปล่อยออกมาระหว่างโฟโตไลซิสของน้ำ)

อัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงขึ้นอยู่กับปัจจัยจำกัด เช่น แสง ความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ และอุณหภูมิ เหตุใดปัจจัยเหล่านี้จึงจำกัดปฏิกิริยาการสังเคราะห์ด้วยแสง

คำตอบ

แสงเป็นสิ่งจำเป็นในการกระตุ้นคลอโรฟิลล์ โดยให้พลังงานสำหรับกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง คาร์บอนไดออกไซด์เป็นสิ่งจำเป็นในช่วงมืดของการสังเคราะห์ด้วยแสงและสังเคราะห์กลูโคสจากมัน การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิทำให้เกิดการสลายตัวของเอนไซม์และปฏิกิริยาการสังเคราะห์แสงช้าลง

คาร์บอนไดออกไซด์เป็นสารตั้งต้นในการสังเคราะห์คาร์โบไฮเดรตในปฏิกิริยาเมแทบอลิซึมในพืชแบบใด

คำตอบ

ในปฏิกิริยาการสังเคราะห์ด้วยแสง

กระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นอย่างเข้มข้นในใบพืช มันเกิดขึ้นในผลไม้สุกและไม่สุกหรือไม่? อธิบายคำตอบของคุณ

คำตอบ

การสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นในส่วนสีเขียวของพืชภายใต้แสง ดังนั้นการสังเคราะห์ด้วยแสงจึงเกิดขึ้นในผิวของผลไม้สีเขียว การสังเคราะห์ด้วยแสงไม่ได้เกิดขึ้นภายในผลไม้หรือในเปลือกของผลสุก (ไม่ใช่สีเขียว)

ตามชื่อที่สื่อถึง การสังเคราะห์ด้วยแสงโดยพื้นฐานแล้วเป็นการสังเคราะห์สารอินทรีย์ตามธรรมชาติ โดยเปลี่ยน CO2 จากบรรยากาศและน้ำให้เป็นกลูโคสและออกซิเจนอิสระ

สิ่งนี้จำเป็นต้องมีพลังงานแสงอาทิตย์

สมการทางเคมีสำหรับกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงโดยทั่วไปสามารถแสดงได้ดังนี้:

การสังเคราะห์ด้วยแสงมีสองขั้นตอน: ความมืดและแสงสว่าง ปฏิกิริยาทางเคมีของระยะมืดของการสังเคราะห์ด้วยแสงแตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากปฏิกิริยาของระยะแสง แต่การสังเคราะห์ด้วยแสงในระยะมืดและระยะแสงขึ้นอยู่กับกันและกัน

ระยะแสงสามารถเกิดขึ้นได้ในใบพืชโดยเฉพาะเมื่อถูกแสงแดด สำหรับความมืด จำเป็นต้องมีก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งเป็นสาเหตุที่พืชต้องดูดซับก๊าซจากชั้นบรรยากาศอย่างต่อเนื่อง คุณลักษณะเปรียบเทียบทั้งหมดของระยะมืดและระยะแสงของการสังเคราะห์ด้วยแสงจะแสดงไว้ด้านล่างนี้ เพื่อจุดประสงค์นี้ จึงได้สร้างตารางเปรียบเทียบ "ระยะของการสังเคราะห์ด้วยแสง"

ระยะแสงของการสังเคราะห์ด้วยแสง

กระบวนการหลักในระยะแสงของการสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นในเยื่อหุ้มไทลาคอยด์ ประกอบด้วยคลอโรฟิลล์ โปรตีนขนส่งอิเล็กตรอน ATP synthetase (เอนไซม์ที่เร่งปฏิกิริยา) และแสงแดด

นอกจากนี้ กลไกการเกิดปฏิกิริยาสามารถอธิบายได้ดังต่อไปนี้: เมื่อแสงแดดส่องกระทบใบสีเขียวของพืช คลอโรฟิลล์อิเล็กตรอน (ประจุลบ) จะตื่นเต้นในโครงสร้าง ซึ่งเมื่อผ่านเข้าสู่สถานะแอคทีฟ จะปล่อยให้โมเลกุลของเม็ดสีและไปสิ้นสุดที่ ภายนอกไทลาคอยด์ ซึ่งเป็นเมมเบรนที่มีประจุลบเช่นกัน ในเวลาเดียวกัน โมเลกุลของคลอโรฟิลล์จะถูกออกซิไดซ์และโมเลกุลที่ถูกออกซิไดซ์แล้วจะลดลง ดังนั้นจึงดึงอิเล็กตรอนจากน้ำที่อยู่ในโครงสร้างของใบ

กระบวนการนี้นำไปสู่ความจริงที่ว่าโมเลกุลของน้ำสลายตัว และไอออนที่สร้างขึ้นจากโฟโตไลซิสของน้ำจะปล่อยอิเล็กตรอนและกลายเป็นอนุมูล OH ที่สามารถทำปฏิกิริยาต่อไปได้ จากนั้นอนุมูล OH ที่เกิดปฏิกิริยาเหล่านี้จะรวมกันเพื่อสร้างโมเลกุลของน้ำและออกซิเจนที่เต็มเปี่ยม ในกรณีนี้ ออกซิเจนอิสระจะหลุดออกสู่สิ่งแวดล้อมภายนอก

อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาและการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดนี้เมมเบรน thylakoid ของใบไม้ที่ด้านหนึ่งมีประจุบวก (เนื่องจากไอออน H+) และอีกด้านหนึ่ง - เป็นลบ (เนื่องจากอิเล็กตรอน) เมื่อความแตกต่างระหว่างประจุเหล่านี้ทั้งสองด้านของเมมเบรนถึงมากกว่า 200 mV โปรตอนจะผ่านช่องทางพิเศษของเอนไซม์ ATP synthetase และด้วยเหตุนี้ ADP จะถูกแปลงเป็น ATP (อันเป็นผลมาจากกระบวนการฟอสโฟรีเลชั่น) และอะตอมไฮโดรเจนซึ่งถูกปล่อยออกมาจากน้ำจะคืนสภาพพาหะเฉพาะ NADP + ให้เป็น NADP H2 ดังที่เราเห็นแล้วว่า ผลของระยะแสงของการสังเคราะห์ด้วยแสง กระบวนการหลักสามกระบวนการเกิดขึ้น:

1. การสังเคราะห์เอทีพี;
2. การสร้าง NADP H2;
3. การก่อตัวของออกซิเจนอิสระ

อย่างหลังถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศ และ NADP H2 และ ATP มีส่วนร่วมในระยะมืดของการสังเคราะห์ด้วยแสง

ระยะมืดของการสังเคราะห์ด้วยแสง

การสังเคราะห์ด้วยแสงในระยะมืดและสว่างมีลักษณะเฉพาะคือต้องใช้พลังงานจำนวนมากในส่วนของพืช แต่ระยะมืดดำเนินไปเร็วกว่าและใช้พลังงานน้อยกว่า ปฏิกิริยาเฟสมืดไม่ต้องการแสงแดด จึงสามารถเกิดขึ้นได้ทั้งกลางวันและกลางคืน

กระบวนการหลักทั้งหมดของระยะนี้เกิดขึ้นในสโตรมาของคลอโรพลาสต์ของพืช และเป็นตัวแทนของการเปลี่ยนแปลงต่อเนื่องของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จากชั้นบรรยากาศ ปฏิกิริยาแรกในห่วงโซ่ดังกล่าวคือการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ เพื่อให้เกิดขึ้นได้อย่างราบรื่นและเร็วขึ้น ธรรมชาติได้จัดเตรียมเอนไซม์ RiBP-carboxylase ซึ่งกระตุ้นการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์

ถัดไปจะเกิดปฏิกิริยาทั้งวัฏจักรซึ่งความสมบูรณ์คือการเปลี่ยนกรดฟอสโฟกลีเซอริกเป็นกลูโคส (น้ำตาลธรรมชาติ) ปฏิกิริยาทั้งหมดนี้ใช้พลังงานของ ATP และ NADP H2 ซึ่งถูกสร้างขึ้นในช่วงแสงของการสังเคราะห์ด้วยแสง นอกจากกลูโคสแล้ว การสังเคราะห์ด้วยแสงยังผลิตสารอื่นๆ อีกด้วย ในจำนวนนี้มีกรดอะมิโน กรดไขมัน กลีเซอรอล และนิวคลีโอไทด์หลายชนิด

ขั้นตอนการสังเคราะห์ด้วยแสง: ตารางเปรียบเทียบ

เกณฑ์การเปรียบเทียบ	เฟสแสง	เฟสมืด
แสงแดด	ที่จำเป็น	ไม่จำเป็น
สถานที่ที่เกิดปฏิกิริยา	คลอโรพลาสต์กราน่า	คลอโรพลาสต์ สโตรมา
การพึ่งพาแหล่งพลังงาน	ขึ้นอยู่กับแสงแดด	ขึ้นอยู่กับ ATP และ NADP H2 ที่เกิดขึ้นในช่วงแสงและปริมาณของ CO2 จากบรรยากาศ
วัสดุเริ่มต้น	คลอโรฟิลล์, โปรตีนขนส่งอิเล็กตรอน, ATP synthetase	คาร์บอนไดออกไซด์
แก่นแท้ของเฟสและสิ่งที่ก่อตัวขึ้น	ปล่อย O2 อิสระ เกิด ATP และ NADP H2	การก่อตัวของน้ำตาลธรรมชาติ (กลูโคส) และการดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์จากบรรยากาศ

การสังเคราะห์ด้วยแสง - วิดีโอ

แม่นยำยิ่งขึ้น: ในระยะมืด ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO 2) จะถูกจับตัวกัน

กระบวนการนี้เป็นแบบหลายขั้นตอน โดยธรรมชาติแล้วมีสองเส้นทางหลัก: C 3 - การสังเคราะห์ด้วยแสง และ C 4 - การสังเคราะห์ด้วยแสง ตัวอักษรละติน C หมายถึงอะตอมของคาร์บอน ตัวเลขหลังจากนั้นคือจำนวนอะตอมของคาร์บอนในผลิตภัณฑ์อินทรีย์ปฐมภูมิของการสังเคราะห์ด้วยแสงในระยะมืด ดังนั้น ในกรณีของวิถี C 3 ผลิตภัณฑ์หลักจะถือเป็นกรดฟอสโฟกลีเซอริกสามคาร์บอน ซึ่งกำหนดให้เป็น PGA ในกรณีของทางเดิน C4 สารอินทรีย์ชนิดแรกที่จับกับคาร์บอนไดออกไซด์คือกรดออกซาโลอะซิติกสี่คาร์บอน (ออกซาโลอะซิเตต)

การสังเคราะห์ด้วยแสง C 3 เรียกอีกอย่างว่าวัฏจักรคาลวินตามนักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาเรื่องนี้ การสังเคราะห์ด้วยแสง C 4 รวมถึงวัฏจักรคาลวินด้วย แต่ไม่ได้มีเพียงวัฏจักรดังกล่าวเท่านั้น และเรียกว่าวัฏจักรแฮทช์-สแลค ในละติจูดพอสมควร พืช C3 เป็นเรื่องธรรมดาในละติจูดเขตร้อน - พืช C4

ปฏิกิริยาการสังเคราะห์ด้วยแสงที่มืดเกิดขึ้นในสโตรมาของคลอโรพลาสต์

วงจรคาลวิน

ปฏิกิริยาแรกของวัฏจักรคาลวินคือคาร์บอกซิเลชันของไรบูโลส-1,5-บิสฟอสเฟต (RiBP) คาร์บอกซิเลชัน- นี่คือการเติมโมเลกุล CO 2 ทำให้เกิดกลุ่มคาร์บอกซิล -COOH RiBP คือน้ำตาลไรโบส (น้ำตาลที่มีคาร์บอน 5 คาร์บอน) โดยมีกลุ่มฟอสเฟต (เกิดจากกรดฟอสฟอริก) ติดอยู่กับอะตอมของคาร์บอนส่วนปลาย:

สูตรทางเคมีของ RiBP

ปฏิกิริยานี้ถูกเร่งโดยเอนไซม์ไรบูโลส-1,5-บิสฟอสเฟต คาร์บอกซิเลส ออกซิเนส ( รูบิสเคโอ- มันสามารถกระตุ้นไม่เพียงแต่การจับตัวของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงออกซิเจนตามที่ระบุด้วยคำว่า "ออกซิเจน" ในชื่อของมัน ถ้า RuBisCO กระตุ้นปฏิกิริยาของการเติมออกซิเจนไปยังสารตั้งต้น ระยะมืดของการสังเคราะห์ด้วยแสงจะไม่ตามเส้นทางของวัฏจักรคาลวินอีกต่อไป แต่ไปตามเส้นทาง การหายใจด้วยแสงซึ่งโดยพื้นฐานแล้วเป็นอันตรายต่อพืช

การเร่งปฏิกิริยาของปฏิกิริยาการเพิ่ม CO 2 ให้กับ RiBP เกิดขึ้นในหลายขั้นตอน เป็นผลให้เกิดสารประกอบอินทรีย์คาร์บอน 6 คาร์บอนที่ไม่เสถียร ซึ่งจะแตกตัวออกเป็นโมเลกุล 3 คาร์บอน 2 โมเลกุลทันที กรดฟอสโฟกลีเซอริก(เอฟจีเค).

สูตรทางเคมีของกรดฟอสโฟกลีเซอริก

ถัดไป PGA จะถูกแปลงเป็นฟอสโฟกลีเซอรัลดีไฮด์ (PGA) หรือที่เรียกว่า ไตรโรสฟอสเฟต.

PHA ส่วนเล็กๆ จะออกจากวัฏจักรคาลวิน และนำไปใช้ในการสังเคราะห์สารอินทรีย์ที่ซับซ้อนมากขึ้น เช่น กลูโคส ในทางกลับกันสามารถเกิดปฏิกิริยาพอลิเมอไรเซชันเป็นแป้งได้ สารอื่นๆ (กรดอะมิโน, กรดไขมัน) เกิดขึ้นจากการมีส่วนร่วมของสารตั้งต้นต่างๆ ปฏิกิริยาดังกล่าวพบได้ไม่เพียงแต่ในเซลล์พืชเท่านั้น ดังนั้น หากเราพิจารณาว่าการสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นปรากฏการณ์เฉพาะของเซลล์ที่มีคลอโรฟิลล์ การสังเคราะห์ PHA จะสิ้นสุดลง ไม่ใช่กลูโคส

โมเลกุล PHA ส่วนใหญ่ยังคงอยู่ในวัฏจักรคาลวิน ชุดของการเปลี่ยนแปลงเกิดขึ้นพร้อมกับมัน ซึ่งส่งผลให้ PHA กลายเป็น RiBP นอกจากนี้ยังใช้พลังงาน ATP ดังนั้น RiBP จึงถูกสร้างใหม่เพื่อจับโมเลกุลคาร์บอนไดออกไซด์ใหม่

วงจรฟักไข่-หย่อน

ในพืชหลายชนิดในแหล่งอาศัยที่ร้อน ช่วงมืดของการสังเคราะห์ด้วยแสงค่อนข้างซับซ้อนกว่า ในกระบวนการวิวัฒนาการ การสังเคราะห์ด้วยแสง C 4 กลายเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพมากขึ้นในการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ เมื่อปริมาณออกซิเจนในบรรยากาศเพิ่มขึ้น และ RuBisCO เริ่มสูญเสียไปจากการหายใจด้วยแสงที่ไม่มีประสิทธิภาพ

ในพืช C4 มีเซลล์สังเคราะห์แสงสองประเภท ในคลอโรพลาสต์ของชั้นมีโซฟิลล์ ระยะแสงของการสังเคราะห์ด้วยแสงและระยะมืดบางส่วนเกิดขึ้น กล่าวคือ การจับกันของ CO 2 กับ ฟอสโฟอีนอลไพรูเวต(กพ.) เป็นผลให้เกิดกรดอินทรีย์สี่คาร์บอน จากนั้นกรดนี้จะถูกส่งไปยังคลอโรพลาสต์ของเซลล์ปลอกหลอดเลือด ในกรณีนี้ โมเลกุล CO 2 จะถูกแยกออกจากโมเลกุลด้วยเอนไซม์ ซึ่งจะเข้าสู่วงจรคาลวิน กรดสามคาร์บอนที่เหลืออยู่หลังจากดีคาร์บอกซิเลชันคือ ไพรูวิค- กลับไปสู่เซลล์มีโซฟิลล์ ซึ่งจะถูกแปลงเป็น PEP อีกครั้ง

แม้ว่าวงจร Hatch-Slack จะเป็นช่วงที่มืดของการสังเคราะห์ด้วยแสงในรูปแบบที่ใช้พลังงานมากกว่า แต่เอนไซม์ที่จับ CO 2 และ PEP เป็นตัวเร่งปฏิกิริยาที่มีประสิทธิภาพมากกว่า RuBisCO นอกจากนี้ยังไม่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจนอีกด้วย การขนส่ง CO 2 ด้วยความช่วยเหลือของกรดอินทรีย์ไปยังเซลล์ที่อยู่ลึกกว่าซึ่งการไหลของออกซิเจนทำได้ยากนำไปสู่ความจริงที่ว่าความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ที่นี่เพิ่มขึ้นและ RuBisCO แทบจะไม่ถูกใช้ไปกับออกซิเจนโมเลกุลที่จับกัน

จะอธิบายกระบวนการที่ซับซ้อนเช่นการสังเคราะห์ด้วยแสงโดยย่อและชัดเจนได้อย่างไร? พืชเป็นสิ่งมีชีวิตชนิดเดียวที่สามารถผลิตอาหารได้เอง พวกเขาทำมันได้อย่างไร? เพื่อการเจริญเติบโต พวกเขาจะได้รับสารที่จำเป็นทั้งหมดจากสิ่งแวดล้อม ได้แก่ คาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศ น้ำ และจากดิน พวกเขายังต้องการพลังงานซึ่งได้รับจากรังสีดวงอาทิตย์ด้วย พลังงานนี้กระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาเคมีบางอย่างในระหว่างที่คาร์บอนไดออกไซด์และน้ำถูกแปลงเป็นกลูโคส (อาหาร) และเป็นการสังเคราะห์ด้วยแสง สาระสำคัญของกระบวนการสามารถอธิบายสั้น ๆ และชัดเจนแม้กระทั่งกับเด็กวัยเรียนก็ตาม

"ร่วมกับแสงสว่าง"

คำว่า "การสังเคราะห์ด้วยแสง" มาจากคำภาษากรีกสองคำ - "ภาพถ่าย" และ "การสังเคราะห์" ซึ่งรวมกันหมายถึง "ร่วมกับแสง" พลังงานแสงอาทิตย์จะถูกแปลงเป็นพลังงานเคมี สมการทางเคมีของการสังเคราะห์ด้วยแสง:

6CO 2 + 12H 2 O + แสง = C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 6H 2 O

ซึ่งหมายความว่าคาร์บอนไดออกไซด์ 6 โมเลกุลและน้ำ 12 โมเลกุล (พร้อมกับแสงแดด) ถูกนำมาใช้ในการผลิตกลูโคส ส่งผลให้ได้ออกซิเจน 6 โมเลกุลและน้ำ 6 โมเลกุล หากคุณแสดงสิ่งนี้เป็นสมการทางวาจา คุณจะได้สิ่งต่อไปนี้:

น้ำ + แสงอาทิตย์ => กลูโคส + ออกซิเจน + น้ำ

ดวงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงานที่ทรงพลังมาก ผู้คนมักจะพยายามใช้มันเพื่อผลิตไฟฟ้า เป็นฉนวนให้กับบ้านเรือน เครื่องทำน้ำร้อน และอื่นๆ พืชต่างๆ “ค้นพบ” วิธีการใช้พลังงานแสงอาทิตย์เมื่อหลายล้านปีก่อน เพราะมันจำเป็นต่อการอยู่รอดของพวกมัน การสังเคราะห์ด้วยแสงสามารถอธิบายสั้น ๆ และชัดเจนได้ด้วยวิธีนี้: พืชใช้พลังงานแสงจากดวงอาทิตย์แล้วแปลงเป็นพลังงานเคมี ซึ่งผลลัพธ์ที่ได้คือน้ำตาล (กลูโคส) ซึ่งส่วนเกินจะถูกกักเก็บเป็นแป้งในใบ ราก ลำต้น และ เมล็ดพืช พลังงานของดวงอาทิตย์ถูกถ่ายโอนไปยังพืช เช่นเดียวกับสัตว์ที่กินพืชเหล่านี้ เมื่อพืชต้องการสารอาหารเพื่อการเจริญเติบโตและกระบวนการชีวิตอื่นๆ ปริมาณสำรองเหล่านี้จะมีประโยชน์มาก

พืชดูดซับพลังงานจากดวงอาทิตย์ได้อย่างไร?

เมื่อพูดถึงการสังเคราะห์ด้วยแสงอย่างกระชับและชัดเจน คุ้มค่าที่จะตอบคำถามที่ว่าพืชดูดซับพลังงานแสงอาทิตย์ได้อย่างไร สิ่งนี้เกิดขึ้นเนื่องจากโครงสร้างพิเศษของใบซึ่งรวมถึงเซลล์สีเขียว - คลอโรพลาสต์ซึ่งมีสารพิเศษที่เรียกว่าคลอโรฟิลล์ นี่คือสิ่งที่ทำให้ใบไม้มีสีเขียวและมีหน้าที่ในการดูดซับพลังงานจากแสงแดด

ทำไมใบส่วนใหญ่ถึงกว้างและแบน?

การสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นในใบของพืช ข้อเท็จจริงที่น่าทึ่งก็คือ พืชได้รับการปรับให้เข้ากับแสงอาทิตย์และดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ได้เป็นอย่างดี ด้วยพื้นผิวที่กว้าง แสงจึงจับได้มากขึ้น ด้วยเหตุนี้แผงโซลาร์เซลล์ซึ่งบางครั้งติดตั้งบนหลังคาบ้านจึงมีความกว้างและแบนเช่นกัน ยิ่งพื้นผิวมีขนาดใหญ่เท่าใดการดูดซึมก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น

มีอะไรสำคัญอีกสำหรับพืช?

เช่นเดียวกับมนุษย์ พืชก็ต้องการสารอาหารที่เป็นประโยชน์เพื่อรักษาสุขภาพให้แข็งแรง เติบโต และทำหน้าที่สำคัญได้ดี พวกมันได้รับแร่ธาตุที่ละลายในน้ำจากดินผ่านทางราก หากดินขาดธาตุอาหาร พืชจะไม่สามารถพัฒนาได้ตามปกติ เกษตรกรมักทดสอบดินเพื่อให้แน่ใจว่ามีสารอาหารเพียงพอสำหรับปลูกพืช มิฉะนั้น ให้ใช้ปุ๋ยที่มีแร่ธาตุที่จำเป็นสำหรับธาตุอาหารพืชและการเจริญเติบโต

เหตุใดการสังเคราะห์ด้วยแสงจึงมีความสำคัญมาก?

เพื่ออธิบายการสังเคราะห์ด้วยแสงให้เด็กๆ เข้าใจได้อย่างกระชับและชัดเจน ควรบอกได้เลยว่ากระบวนการนี้เป็นหนึ่งในปฏิกิริยาเคมีที่สำคัญที่สุดในโลก มีเหตุผลอะไรที่ต้องพูดเสียงดังเช่นนี้? ประการแรก การสังเคราะห์ด้วยแสงให้อาหารแก่พืช ซึ่งในทางกลับกันจะเป็นอาหารของสิ่งมีชีวิตอื่นๆ บนโลก รวมทั้งสัตว์และมนุษย์ด้วย ประการที่สอง จากการสังเคราะห์ด้วยแสง ออกซิเจนที่จำเป็นสำหรับการหายใจจะถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศ สิ่งมีชีวิตทุกชนิดสูดดมออกซิเจนและหายใจออกคาร์บอนไดออกไซด์ โชคดีที่พืชทำสิ่งที่ตรงกันข้าม พวกมันจึงมีความสำคัญมากสำหรับมนุษย์และสัตว์ เนื่องจากพวกมันทำให้พวกมันมีความสามารถในการหายใจ

กระบวนการที่น่าทึ่ง

ปรากฎว่าพืชรู้วิธีการหายใจเช่นกัน แต่ต่างจากมนุษย์และสัตว์ตรงที่พวกมันดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์จากอากาศ ไม่ใช่ออกซิเจน พืชก็ดื่มด้วยเช่นกัน นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมคุณต้องรดน้ำพวกมัน ไม่เช่นนั้นพวกมันจะตาย ด้วยความช่วยเหลือของระบบราก น้ำและสารอาหารจะถูกขนส่งไปยังทุกส่วนของร่างกายพืช และคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกดูดซับผ่านรูเล็กๆ บนใบ ตัวกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาเคมีคือแสงแดด พืชใช้ผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมทั้งหมดเพื่อเป็นสารอาหาร ออกซิเจนจะถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศ นี่คือวิธีที่คุณสามารถอธิบายสั้น ๆ และชัดเจนได้ว่ากระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นได้อย่างไร

การสังเคราะห์ด้วยแสง: การสังเคราะห์ด้วยแสงในช่วงแสงและความมืด

กระบวนการที่อยู่ระหว่างการพิจารณาประกอบด้วยสองส่วนหลัก การสังเคราะห์ด้วยแสงมีสองขั้นตอน (คำอธิบายและตารางด้านล่าง) ระยะแรกเรียกว่าระยะแสง มันเกิดขึ้นเฉพาะเมื่อมีแสงในเยื่อหุ้ม thylakoid โดยมีส่วนร่วมของคลอโรฟิลล์โปรตีนขนส่งอิเล็กตรอนและเอนไซม์ ATP synthetase การสังเคราะห์ด้วยแสงซ่อนอะไรอีกบ้าง? สว่างและแทนที่กันตามความก้าวหน้าทั้งกลางวันและกลางคืน (วัฏจักรคาลวิน) ในช่วงมืด การผลิตกลูโคสซึ่งเป็นอาหารสำหรับพืชจะเกิดขึ้น กระบวนการนี้เรียกอีกอย่างว่าปฏิกิริยาที่ไม่ขึ้นกับแสง

เฟสแสง

เฟสมืด

1. ปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นในคลอโรพลาสต์จะเกิดขึ้นได้เมื่อมีแสงเท่านั้น ในปฏิกิริยาเหล่านี้ พลังงานแสงจะถูกแปลงเป็นพลังงานเคมี 2. คลอโรฟิลล์และเม็ดสีอื่นๆ ดูดซับพลังงานจากแสงแดด พลังงานนี้ถูกถ่ายโอนไปยังระบบภาพถ่ายที่รับผิดชอบในการสังเคราะห์ด้วยแสง 3. น้ำใช้สำหรับอิเล็กตรอนและไฮโดรเจนไอออน และยังเกี่ยวข้องกับการผลิตออกซิเจนด้วย 4. อิเล็กตรอนและไฮโดรเจนไอออนถูกใช้เพื่อสร้าง ATP (โมเลกุลกักเก็บพลังงาน) ซึ่งจำเป็นในการสังเคราะห์ด้วยแสงในระยะต่อไป

1. ปฏิกิริยาวัฏจักรแสงพิเศษเกิดขึ้นในสโตรมาของคลอโรพลาสต์ 2. คาร์บอนไดออกไซด์และพลังงานจาก ATP ถูกใช้ในรูปของกลูโคส

บทสรุป

จากที่กล่าวมาทั้งหมดสามารถสรุปได้ดังต่อไปนี้:

• การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นกระบวนการที่ผลิตพลังงานจากดวงอาทิตย์
• พลังงานแสงจากดวงอาทิตย์จะถูกแปลงเป็นพลังงานเคมีโดยคลอโรฟิลล์
• คลอโรฟิลล์ทำให้พืชมีสีเขียว
• การสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นในคลอโรพลาสต์ของเซลล์ใบพืช
• คาร์บอนไดออกไซด์และน้ำจำเป็นสำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสง
• คาร์บอนไดออกไซด์เข้าสู่พืชผ่านรูเล็ก ๆ ปากใบ และออกซิเจนไหลผ่านพวกมัน
• น้ำถูกดูดซึมเข้าสู่พืชผ่านทางราก
• หากไม่มีการสังเคราะห์ด้วยแสงก็จะไม่มีอาหารในโลก

- การสังเคราะห์สารอินทรีย์จากคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำโดยใช้พลังงานแสง:

ไฟ 6CO 2 + 6H 2 O + Q → C 6 H 12 O 6 + 6O 2

ในพืชชั้นสูง อวัยวะของการสังเคราะห์ด้วยแสงคือใบไม้ และออร์แกเนลล์ของการสังเคราะห์ด้วยแสงคือคลอโรพลาสต์ (โครงสร้างของคลอโรพลาสต์ - บรรยายที่ 7) เยื่อหุ้มของคลอโรพลาสต์ไทลาคอยด์ประกอบด้วยเม็ดสีสังเคราะห์แสง: คลอโรฟิลล์และแคโรทีนอยด์ คลอโรฟิลล์มีหลายประเภท ( ก, ข, ค, ง) หลักคือคลอโรฟิลล์ ก- ในโมเลกุลคลอโรฟิลล์ สามารถแยกแยะ "หัว" ของพอร์ไฟรินซึ่งมีอะตอมแมกนีเซียมอยู่ตรงกลางและ "หาง" ไฟทอลสามารถแยกแยะได้ “หัว” ของพอร์ไฟรินเป็นโครงสร้างแบน มีคุณสมบัติชอบน้ำ ดังนั้นจึงวางอยู่บนพื้นผิวของเมมเบรนที่หันหน้าไปทางสภาพแวดล้อมที่เป็นน้ำของสโตรมา ไฟทอล "หาง" ไม่ชอบน้ำและด้วยเหตุนี้จึงรักษาโมเลกุลคลอโรฟิลล์ไว้ในเยื่อหุ้มเซลล์

คลอโรฟิลล์ดูดซับแสงสีแดงและสีน้ำเงิน-ม่วง สะท้อนแสงสีเขียว และทำให้พืชมีสีเขียวตามลักษณะเฉพาะ โมเลกุลของคลอโรฟิลล์ในเยื่อหุ้มไทลาคอยด์ถูกจัดเรียงเป็น ระบบภาพถ่าย- พืชและสาหร่ายสีเขียวแกมน้ำเงินมีระบบภาพถ่าย-1 และระบบภาพถ่าย-2 และแบคทีเรียสังเคราะห์แสงมีระบบภาพถ่าย-1 มีเพียงระบบภาพถ่าย-2 เท่านั้นที่สามารถสลายน้ำเพื่อปล่อยออกซิเจนและดึงอิเล็กตรอนจากไฮโดรเจนของน้ำได้

การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนหลายขั้นตอน ปฏิกิริยาการสังเคราะห์ด้วยแสงแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม: ปฏิกิริยา เฟสแสงและปฏิกิริยา เฟสมืด.

เฟสแสง

ระยะนี้เกิดขึ้นเฉพาะเมื่อมีแสงในเยื่อหุ้มไทลาคอยด์ โดยมีส่วนร่วมของคลอโรฟิลล์ โปรตีนขนส่งอิเล็กตรอน และเอนไซม์ ATP synthetase ภายใต้อิทธิพลของควอนตัมแสง คลอโรฟิลล์อิเล็กตรอนจะตื่นเต้น ออกจากโมเลกุลและเข้าสู่ด้านนอกของเมมเบรนไทลาคอยด์ ซึ่งท้ายที่สุดจะกลายเป็นประจุลบ โมเลกุลคลอโรฟิลล์ที่ถูกออกซิไดซ์จะลดลง โดยนำอิเล็กตรอนจากน้ำที่อยู่ในช่องว่างอินทราทิลคอยด์ สิ่งนี้นำไปสู่การสลายหรือโฟโตลิซิสของน้ำ:

ไฟ H 2 O + Q → H + + OH -

ไฮดรอกซิลไอออนจะปล่อยอิเล็กตรอนจนกลายเป็นอนุมูลที่เกิดปฏิกิริยา OH:

โอ้ - → .OH + อี - .

อนุมูล OH รวมกันเกิดเป็นน้ำและออกซิเจนอิสระ:

4NO. → 2H 2 O + O 2

ในกรณีนี้ ออกซิเจนจะถูกกำจัดออกสู่สิ่งแวดล้อมภายนอก และโปรตอนสะสมอยู่ภายในไทลาคอยด์ใน "แหล่งเก็บโปรตอน" เป็นผลให้เมมเบรน thylakoid ในด้านหนึ่งมีประจุบวกเนื่องจาก H + และอีกด้านหนึ่งเนื่องจากอิเล็กตรอนจึงมีประจุลบ เมื่อความต่างศักย์ระหว่างด้านนอกและด้านในของเมมเบรนไทลาคอยด์สูงถึง 200 มิลลิโวลต์ โปรตอนจะถูกผลักผ่านช่องสัญญาณสังเคราะห์ของ ATP และ ADP จะถูกแปลงฟอสโฟรีเลชั่นเป็น ATP อะตอมไฮโดรเจนถูกใช้เพื่อคืนค่าตัวพาเฉพาะ NADP + (นิโคตินาไมด์อะดีนีนไดนิวคลีโอไทด์ฟอสเฟต) ให้เป็น NADPH 2:

2H + + 2e - + NADP → NADPH 2

ดังนั้นในระยะแสงโฟโตไลซิสของน้ำจึงเกิดขึ้นซึ่งมาพร้อมกับกระบวนการสำคัญสามประการ: 1) การสังเคราะห์ ATP; 2) การก่อตัวของ NADPH 2; 3) การก่อตัวของออกซิเจน ออกซิเจนกระจายสู่ชั้นบรรยากาศ ATP และ NADPH 2 ถูกส่งไปยังสโตรมาของคลอโรพลาสต์และมีส่วนร่วมในกระบวนการของระยะมืด

1 - คลอโรพลาสต์สโตรมา; 2 - กราน่า ไทลาคอยด์

เฟสมืด

ระยะนี้เกิดขึ้นในสโตรมาของคลอโรพลาสต์ ปฏิกิริยาของมันไม่ต้องการพลังงานแสง ดังนั้นมันจึงเกิดขึ้นไม่เพียงแต่ในแสงสว่างเท่านั้น แต่ยังเกิดขึ้นในความมืดด้วย ปฏิกิริยาเฟสมืดเป็นลูกโซ่ของการเปลี่ยนแปลงต่อเนื่องของคาร์บอนไดออกไซด์ (ที่มาจากอากาศ) ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของกลูโคสและสารอินทรีย์อื่นๆ

ปฏิกิริยาแรกในสายโซ่นี้คือการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ ตัวรับคาร์บอนไดออกไซด์คือน้ำตาลห้าคาร์บอน ไรบูโลส ไบฟอสเฟต(ริบีเอฟ); เอนไซม์เร่งปฏิกิริยา ไรบูโลส ไบฟอสเฟต คาร์บอกซิเลส(ไรบีพี คาร์บอกซิเลส) อันเป็นผลมาจากคาร์บอกซิเลชั่นของไรบูโลสบิสฟอสเฟตทำให้เกิดสารประกอบหกคาร์บอนที่ไม่เสถียรซึ่งแบ่งออกเป็นสองโมเลกุลทันที กรดฟอสโฟกลีเซอริก(เอฟจีเค). วงจรของปฏิกิริยาจะเกิดขึ้นโดยที่กรดฟอสโฟกลีเซอริกถูกแปลงเป็นกลูโคสผ่านชุดของตัวกลาง ปฏิกิริยาเหล่านี้ใช้พลังงานของ ATP และ NADPH 2 ที่เกิดขึ้นในช่วงแสง วัฏจักรของปฏิกิริยาเหล่านี้เรียกว่า “วัฏจักรคาลวิน”:

6CO 2 + 24H + + ATP → C 6 H 12 O 6 + 6H 2 O

นอกจากกลูโคสแล้ว โมโนเมอร์อื่น ๆ ของสารประกอบอินทรีย์ที่ซับซ้อนยังเกิดขึ้นในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง - กรดอะมิโน, กลีเซอรอลและกรดไขมัน, นิวคลีโอไทด์ ปัจจุบันการสังเคราะห์ด้วยแสงมีสองประเภท: การสังเคราะห์ด้วยแสง C 3 - และ C 4

C 3-การสังเคราะห์ด้วยแสง

นี่คือการสังเคราะห์ด้วยแสงประเภทหนึ่งซึ่งผลิตภัณฑ์แรกคือสารประกอบสามคาร์บอน (C3) การสังเคราะห์ด้วยแสง C 3 ถูกค้นพบก่อนการสังเคราะห์ด้วยแสง C 4 (M. Calvin) เป็นการสังเคราะห์ด้วยแสง C 3 ที่อธิบายไว้ข้างต้น ภายใต้หัวข้อ “ระยะมืด” คุณสมบัติเฉพาะของการสังเคราะห์ด้วยแสง C 3: 1) ตัวรับคาร์บอนไดออกไซด์คือ RiBP 2) ปฏิกิริยาคาร์บอกซิเลชันของ RiBP ถูกเร่งปฏิกิริยาโดย RiBP carboxylase 3) อันเป็นผลมาจากคาร์บอกซิเลชันของ RiBP ทำให้เกิดสารประกอบคาร์บอนหกคาร์บอนซึ่งสลายตัวเป็น PGA สองแห่ง FGK ได้รับการกู้คืนเป็น ไตรโรสฟอสเฟต(ตฟ). TF บางส่วนใช้สำหรับการฟื้นฟู RiBP และบางส่วนถูกแปลงเป็นกลูโคส

1 - คลอโรพลาสต์; 2 - เพอรอกซิโซม; 3 - ไมโตคอนเดรีย

นี่คือการดูดซึมออกซิเจนและการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์โดยอาศัยแสง เมื่อต้นศตวรรษที่ผ่านมา มีการยอมรับว่าออกซิเจนยับยั้งการสังเคราะห์ด้วยแสง ปรากฎว่าสำหรับ RiBP carboxylase สารตั้งต้นไม่เพียงแต่เป็นคาร์บอนไดออกไซด์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงออกซิเจนด้วย:

O 2 + RiBP → ฟอสโฟไกลโคเลต (2C) + PGA (3C)

เอนไซม์นี้เรียกว่า RiBP oxygenase ออกซิเจนเป็นตัวยับยั้งการแข่งขันของการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์ หมู่ฟอสเฟตจะถูกแยกออก และฟอสโฟไกลโคเลตจะกลายเป็นไกลโคเลต ซึ่งพืชต้องใช้ มันเข้าสู่เปอร์รอกซิโซมซึ่งจะถูกออกซิไดซ์เป็นไกลซีน ไกลซีนเข้าสู่ไมโตคอนเดรีย ซึ่งจะถูกออกซิไดซ์เป็นซีรีน โดยสูญเสียคาร์บอนคงที่อยู่แล้วในรูปของ CO 2 เป็นผลให้โมเลกุลไกลโคเลตสองโมเลกุล (2C + 2C) จะถูกแปลงเป็น PGA (3C) และ CO 2 เดียว การหายใจด้วยแสงทำให้ผลผลิตของพืช C3 ลดลง 30-40% ( ด้วยพืช 3 ชนิด- พืชมีลักษณะการสังเคราะห์ด้วยแสง C 3)

การสังเคราะห์ด้วยแสง C 4 คือการสังเคราะห์ด้วยแสงซึ่งผลิตภัณฑ์แรกคือสารประกอบสี่คาร์บอน (C 4) ในปี 1965 พบว่าในพืชบางชนิด (อ้อย ข้าวโพด ข้าวฟ่าง ข้าวฟ่าง) ผลิตภัณฑ์แรกของการสังเคราะห์ด้วยแสงคือกรดคาร์บอนสี่ตัว พืชเหล่านี้ถูกเรียกว่า มี 4 ต้น- ในปี 1966 นักวิทยาศาสตร์ชาวออสเตรเลีย Hatch และ Slack แสดงให้เห็นว่าพืช C4 แทบไม่มีการหายใจด้วยแสงและดูดซับคาร์บอนไดออกไซด์ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น เริ่มมีการเรียกเส้นทางการเปลี่ยนแปลงคาร์บอนในพืช C 4 โดย Hatch-Slack.

พืช C 4 มีลักษณะเฉพาะด้วยโครงสร้างทางกายวิภาคพิเศษของใบ การรวมกลุ่มของหลอดเลือดทั้งหมดล้อมรอบด้วยเซลล์สองชั้น: ชั้นนอกเป็นเซลล์มีโซฟิลล์, ชั้นในเป็นเซลล์เปลือก คาร์บอนไดออกไซด์ได้รับการแก้ไขในไซโตพลาสซึมของเซลล์มีโซฟิลล์ซึ่งเป็นตัวรับ ฟอสโฟอีนอลไพรูเวต(PEP, 3C) ซึ่งเป็นผลมาจากคาร์บอกซิเลชันของ PEP จึงเกิดออกซาโลอะซีเตต (4C) กระบวนการนี้ถูกเร่งปฏิกิริยา พีอีพี คาร์บอกซิเลส- ต่างจาก RiBP carboxylase ตรงที่ PEP carboxylase มีความสัมพันธ์กับ CO 2 มากกว่า และที่สำคัญที่สุดคือไม่มีปฏิกิริยากับ O 2 Mesophyll คลอโรพลาสต์มีเมล็ดพืชหลายชนิดที่เกิดปฏิกิริยาเฟสแสงอย่างแข็งขัน ปฏิกิริยาเฟสมืดเกิดขึ้นในคลอโรพลาสต์ของเซลล์เปลือก

Oxaloacetate (4C) จะถูกแปลงเป็น Malate ซึ่งถูกส่งผ่านพลาสโมเดสมาตาเข้าไปในเซลล์เปลือก ในที่นี้ มันถูกดีคาร์บอกซีเลตและดีไฮโดรจีเนตเพื่อสร้างไพรูเวต, CO 2 และ NADPH 2

ไพรูเวตกลับคืนสู่เซลล์มีโซฟิลล์ และถูกสร้างใหม่โดยใช้พลังงานของ ATP ใน PEP CO 2 ได้รับการแก้ไขอีกครั้งโดย RiBP carboxylase เพื่อสร้าง PGA การฟื้นฟู PEP ต้องใช้พลังงาน ATP ดังนั้นจึงต้องใช้พลังงานมากกว่าการสังเคราะห์ด้วยแสง C 3 เกือบสองเท่า

ความหมายของการสังเคราะห์ด้วยแสง

ด้วยการสังเคราะห์ด้วยแสง คาร์บอนไดออกไซด์หลายพันล้านตันถูกดูดซับจากชั้นบรรยากาศทุกปี และออกซิเจนหลายพันล้านตันถูกปล่อยออกมา การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นแหล่งหลักของการก่อตัวของสารอินทรีย์ ออกซิเจนก่อตัวเป็นชั้นโอโซน ซึ่งช่วยปกป้องสิ่งมีชีวิตจากรังสีอัลตราไวโอเลตคลื่นสั้น

ในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง ใบไม้สีเขียวใช้พลังงานเพียงประมาณ 1% ของพลังงานแสงอาทิตย์ที่ตกกระทบ ผลผลิตคือประมาณ 1 กรัมของอินทรียวัตถุต่อพื้นที่ 1 ตารางเมตรต่อชั่วโมง

การสังเคราะห์ทางเคมี

การสังเคราะห์สารประกอบอินทรีย์จากคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำไม่ได้เกิดจากพลังงานแสง แต่เกิดจากพลังงานการออกซิเดชันของสารอนินทรีย์เรียกว่า การสังเคราะห์ทางเคมี- สิ่งมีชีวิตสังเคราะห์ทางเคมีรวมถึงแบคทีเรียบางชนิด

แบคทีเรียไนตริไฟริ่งแอมโมเนียถูกออกซิไดซ์เป็นไนตรัสแล้วเป็นกรดไนตริก (NH 3 → HNO 2 → HNO 3)

แบคทีเรียเหล็กแปลงเหล็กที่เป็นเหล็กเป็นเหล็กออกไซด์ (Fe 2+ → Fe 3+)

แบคทีเรียซัลเฟอร์ออกซิไดซ์ไฮโดรเจนซัลไฟด์เป็นซัลเฟอร์หรือกรดซัลฟิวริก (H 2 S + ½O 2 → S + H 2 O, H 2 S + 2O 2 → H 2 SO 4)

อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาออกซิเดชันของสารอนินทรีย์ พลังงานจะถูกปล่อยออกมา ซึ่งถูกกักเก็บโดยแบคทีเรียในรูปของพันธะ ATP พลังงานสูง ATP ใช้สำหรับการสังเคราะห์สารอินทรีย์ซึ่งดำเนินการคล้ายกับปฏิกิริยาในระยะมืดของการสังเคราะห์ด้วยแสง

แบคทีเรียสังเคราะห์ทางเคมีมีส่วนช่วยในการสะสมแร่ธาตุในดิน ปรับปรุงความอุดมสมบูรณ์ของดิน ส่งเสริมการบำบัดน้ำเสีย ฯลฯ

ไปที่ การบรรยายครั้งที่ 11“แนวคิดเรื่องการเผาผลาญ การสังเคราะห์โปรตีน"

ไปที่ การบรรยายครั้งที่ 13“วิธีการแบ่งเซลล์ยูคาริโอต: ไมโทซิส, ไมโอซิส, อะไมโทซิส”