你知道太阳，对吗？正是燃烧气体的巨型球发出了如此多的能量，以至于从我们的绿色伙伴，植物开始，为地球上的每个生物提供动力。太阳散发出各种电磁辐射，植物利用以可见光形式出现的能量来完成野生，神奇的看语过程光合作用。
然而，光合作用并不神奇 - 这只是这些小细胞结构的酷化学手工作品，称为叶绿体，这种细胞器仅在植物和真核形象中发现藻类（真核意味着具有明确定义的核），可捕获阳光并将其转化为植物的食物。
广告
叶绿体从古老的细菌进化
叶绿体的作用很大，就像线粒体一样，在真核细胞负责能源生产，这并不奇怪，因为当长期细菌被包围时，两者都在发展 - 但没有消化！- 较大的细菌。这导致了两种生物之间的一种强迫合作，我们现在通过一些称为“内共生假说”来解释。叶绿体和线粒体都独立于细胞的其余部分繁殖，并具有自己的DNA。
叶绿体可以在植物的任何绿色部分中找到，基本上是袋子中的一个袋子（这意味着有一个双膜），可容纳许多小袋子（称为称为的结构称为类囊体）包含一种称为浅色的颜料叶绿素，悬浮在某些液体中（称为基质）。
叶绿体光合魔法的关键在于其膜。由于叶绿体很久以前就以其自身的细胞膜开始，因此这些细胞器具有两个细胞膜：外膜从包围细菌的细胞中留在细胞中，而内膜是细菌的原始膜。将外膜视为当下和内膜上的包裹纸，当玩具最初出现的盒子。光合作用的最重要空间是盒子内部和玩具之间的光合作用 - 类囊体。
广告
叶绿体在梯度上运行，例如电池
叶绿体的双膜膜形成两个分隔线，具有四个不同的空间 - 细胞外的空间；细胞内的细胞质；叶绿体内部但在类囊体外部的基质（又称内膜和外膜之间的空间，包装纸和盒子）；和类囊体空间 - 基本上是在原始细菌的内部。类囊体本身只是一小块小袋覆盖在膜上 - 实际上是由膜定义的。这些膜是隔板，不允许事物在空间之间巡游，威利 - 尼利，允许叶绿体在某些区域储存电动颗粒，并通过特定的通道将它们从一个空间移到另一个空间。
“这就是电池的工作方式，”生物与环境科学系在弗吉尼亚州法尔维尔的朗伍德大学。“要在电池的一端放置很多负电子，而在另一端将很多正电荷放在电池的一端。如果您用电线将两端连接起来，电子真的想向下流下来以使电子 -它们之间的化学梯度。他们想流太多，以至于如果您沿着灯泡，电动机或计算机芯片等那条电线上的东西，他们会推动自己的路并在移动时使自己有用。如果他们不穿t做一些有用的事情，运动仍然会释放能量，但就像热一样。”
根据杰克逊的说法，为了在植物细胞中制造电池，必须有一个能源和一些分隔线来创建和维护梯度。如果允许梯度变平，则用于创建其逃脱的一些能量。因此，在叶绿体电池的情况下，当植物从阳光中吸收能量，而覆盖类囊体的膜作为不同浓度的氢离子（质子）之间的分裂作用时，会产生电化学梯度。一些水分子。
广告
遵循能量
叶绿体内部发生了很多化学反应，但是化学的结果是将阳光转化为储存的能量 - 基本上是电池的产生。
因此，让我们遵循能量：
阳光照在叶子上。那个太阳能会激发叶片中水分子内的电子激发，并且由于激发的电子在大量围绕很多弹跳，所以水分子中的氢和氧原子破裂了，将这些激发的电子释放到光合作用的第一阶段 - 酶的凝聚，蛋白质，蛋白质，蛋白质和颜料叫光系统II，分解水，产生氢离子（将在电池和氧气中使用的质子，作为植物垃圾的氧气和氧气）。
这些能量的电子被传递给其他一些膜结合的蛋白，这些蛋白使用该能量来驱动离子泵，从而使氢离子从膜之间的空间中护送到类囊体空间中，这是所有光合作用的光相反应发生的地方。光系统和电子泵覆盖了类囊体膜的表面，将氢离子从基质（类囊体和内膜之间的流体空间）泵入薄囊袋和堆栈 - 以及这些离子 -真的想要摆脱这些类囊体，这就是产生电化学梯度的原因。这样一来，轻能量 - 出门在外面时会在您的脸上闪耀的东西 - 被转换为一种电池，例如运行无线耳塞的电池。
在此刻，光系统i接管，安排电池产生的能量的临时存储。既然已经允许电子沿梯度移动，则它更加放松，因此它吸收了一些光以重新启动它，并将能量传递到使用它，电子本身和备用质子的特殊酶中为了制作NADPH，这是一种能量载能分子，可为化学能提供短期存储，后来将用于制造葡萄糖。
此时，轻能现在在两个地方：它存储在nAdph中和作为基质中的氢离子浓度差异的电化学梯度。
“但是类囊体内部的高氢离子梯度想要降解 - 它需要降级，”杰克逊说。“渐变代表'组织' - 本质上是相反的熵。热力学告诉我们，熵将始终尝试增加，这意味着梯度必须分解。因此，每个类囊体内部的氢离子确实想要逃脱，以使该内膜两侧的浓度均匀。但是，带电的颗粒无法在任何地方穿过磷脂双层 - 它们需要某种通道才能通过，就像电子需要电线从电池的一侧到另一侧。”
因此，就像您可以将电动机放在电线上，使电子驾驶汽车一样，氢离子通过的通道就是电动机。这些质子流过通道的流动，例如水通过水电坝向下流向高度梯度的水，并且该运动产生了足够的能量来产生产生ATP的反应，这是另一种短期存储形式的能量。
现在，原始的光能已被转化为NADPH和ATP的形式的短期储存化学能，这将在以后在黑暗反应中有用（也称为加尔文周期或碳固定周期）在叶绿体内，所有这些都在基质中降低，因为该液体含有一种可以将NADPH，ATP和二氧化碳转化为糖的酶，以喂食植物，有助于呼吸，或者用于呼吸或使用产生纤维素。
杰克逊说：“由葡萄糖制成的复杂有机分子（如纤维素）需要大量能量来制造，所有能量都来自阳光。”“遵循能量，它以轻波能量，然后是激发电子能量，然后是电化学梯度能，然后以NADPH和ATP形式的化学能。氧气被呼出，NADPH和ATP不使用在细胞内做其他事情 - 相反，两者都传递给碳固定周期，在该周期中，其他酶将其分解，提取能量并使用它来构建葡萄糖和其他有机分子。”
所有这一切，这要归功于一个小的细胞器称为叶绿体。
广告
