Квантовая энергия в живых системах. Понимание и применение формулы

 Световая реакция:

Световая реакция происходит в тилакоидах хлоропластов – мембранных структурах, содержащих пигменты, включая хлорофилл. В процессе световой реакции поглощенная световая энергия используется для разделения молекулы воды, выделения кислорода и запасания энергии в форме молекул АТФ и НАДФН. Световая реакция включает следующие шаги:

– Поглощение фотонов: пигменты, основным из которых является хлорофилл, поглощают фотоны света и возбуждают электроны до более высоких энергетических уровней.

– Фотовозбуждение электронов: возбужденные электроны передаются по электронному транспортному цепочку, перенося энергию и создавая протонный градиент через тилакоидную мембрану.

– Фотофосфорилирование: энергия, накопленная в виде протонного градиента, используется для синтеза АТФ – основной молекулы энергии в клетках.

2. Темновая реакция (цикл Кальвина):

Темновая реакция происходит в стомах хлоропластов и не требует непосредственного воздействия света. В этом этапе фотосинтеза закрепляется углекислый газ из атмосферы и он превращается в органические соединения, такие как глюкоза.

– Фиксация углекислого газа: углекислый газ соединяется с реактивной молекулой, образуя стабильный соединенный углеродный компонент.

– Редукция: с помощью энергии, сохраненной в молекулах АТФ и НАДФН, происходят реакции редукции, которые приводят к образованию органических молекул, включая глюкозу.

– Регенерация акцептора: содержащая остатки СО2 молекула regenerates и становится доступной для дальнейшей фиксации углерода.

Световая реакция фотосинтеза осуществляет захват энергии света и запасание ее в форме АТФ и НАДФН, а в темной реакции эта энергия используется для фиксации углекислого газа и синтеза органических соединений. Оба этапа взаимосвязаны и необходимы для обеспечения эффективного и непрерывного протекания фотосинтеза.

Роль фотонов и пигментов в поглощении света и генерации энергии

Фотоны и пигменты играют важную роль в поглощении света и генерации энергии в процессе фотосинтеза.

Фотоны представляют собой кванты света, которые переносят энергию электромагнитного излучения. При прохождении света через организмы свет поглощается определенными пигментами, основным из которых является хлорофилл. Хлорофилл обладает способностью поглощать энергию света в виде фотонов определенной длины волны.