Περιεχόμενο
Οι άνθρωποι και τα περισσότερα άλλα ζώα χρειάζονται ορισμένα πράγματα για να επιβιώσουν. Το οξυγόνο είναι ένα από αυτά και η γλυκόζη των υδατανθράκων είναι άλλη. Ευτυχώς, τα φυτά (και ορισμένα βακτήρια και άλγη) παράγουν και τα δύο αυτά ως αποτέλεσμα μιας περίπλοκης διαδικασίας γνωστής ως φωτοσύνθεση.
Ο τύπος
Ο τύπος που σχετίζεται με τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης είναι
6Η2O + 6CO2 = C6H12Ο6 + 6Ο2.
Ο τύπος αυτός σας λέει ότι έξι μόρια νερού συν έξι μόρια διοξειδίου του άνθρακα θα παράγουν ένα μόριο γλυκόζης συν έξι μόρια οξυγόνου. Αυτή η όλη διαδικασία περνάει από δύο ξεχωριστά στάδια πριν ολοκληρωθεί. Το πρώτο στάδιο είναι μια διαδικασία που εξαρτάται από το φως και το δεύτερο στάδιο είναι μια διαδικασία ανεξάρτητη από το φως.
Ανάλογα με το φως
Στη διαδικασία που εξαρτάται από το φως, τα ηλεκτρόνια των χλωροπλαστών (ειδικά οργανίδια που χρησιμοποιούνται για τη φωτοσύνθεση) εκδηλώνονται σε κατάσταση υψηλότερης ενέργειας όταν βομβαρδίζονται με το φως. Αυτά τα διεγερμένα ηλεκτρόνια προκαλούν μια σειρά αντιδράσεων που παράγουν τριφωσφορική αδενοσίνη (ΑΤΡ) και φωσφορική δινουκλεοτιδική νικοτιναμιδική αδενίνη (NADPH). Τα ΑΤΡ και NADPH στη συνέχεια χρησιμοποιούνται για να σχηματίσουν δεσμούς άνθρακα στη μέθοδο ανεξάρτητη από το φως. Τα μόρια νερού που υπάρχουν στην διαδικασία που εξαρτάται από το φως χωρίζονται. Τα μόρια οξυγόνου τους απελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα.
Φως Ανεξάρτητη
Θυμηθείτε τη διάσπαση των μορίων ύδατος στη διαδικασία που εξαρτάται από το φως και που απελευθέρωσε μόρια οξυγόνου στην ατμόσφαιρα. Δεδομένου ότι το νερό είναι Η20, παραμένει ένα άτομο υδρογόνου. Αυτό το άτομο υδρογόνου χρησιμοποιείται στην ανεξάρτητη από το φως διαδικασία όταν τα φυτά λαμβάνουν διοξείδιο του άνθρακα από την ατμόσφαιρα. Το διοξείδιο του άνθρακα και το υδρογόνο συνδέονται μεταξύ τους μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται δέσμευση άνθρακα, η οποία σχηματίζει έναν μη ειδικό υδατάνθρακα.
Φωτοφωσφορυλίωση
Η φωτοφωσφορυλίωση είναι η διαδικασία με την οποία η φωτεινή ενέργεια παράγει NADPH. Ειδικές χρωστικές ουσίες που βρίσκονται στα κύτταρα του φυτού γνωστές ως χλωροφύλλη καθιστούν δυνατή αυτή τη διαδικασία. Οι δύο κύριοι τύποι χλωροφύλλης είναι η χλωροφύλλη Α και η χλωροφύλλη Β. Με απλά λόγια, τα ηλεκτρόνια των μορίων νερού που υπάρχουν στη χλωροφύλλη Β διεγείρονται από την παρουσία φωτός. Η χλωροφύλλη Β παίρνει ένα από αυτά τα διεγερμένα ηλεκτρόνια που χωρίζουν το Η2Ο μορίου στο Η+ και Ο-2. Ο-2 μετατρέπεται σε Ο2 και απελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα. Το διεγερμένο ηλεκτρόνιο συνδέεται με έναν πρωτεύοντα υποδοχέα ηλεκτρονίων και μέσω μιας σειράς σύνθετων αντιδράσεων σχηματίζει NADPH. Το NADPH είναι ο φορέας ενέργειας που χρησιμοποιείται για τη σταθεροποίηση του άνθρακα.
Ο κύκλος Calvin
Τα φυτά παράγουν γλυκόζη σε μια διαδικασία γνωστή ως κύκλος Calvin. Το διοξείδιο του άνθρακα που συλλαμβάνεται στην ανεξάρτητη από το φως διαδικασία επεξεργάζεται σε αυτόν τον κύκλο. Για κάθε έξι μόρια διοξειδίου του άνθρακα που συλλέγονται και τίθενται στον κύκλο, παράγεται ένα μόριο γλυκόζης. Η χημική ουσία που συλλέγει το διοξείδιο του άνθρακα για χρήση στον κύκλο Calvin είναι διφωσφορική ριβουλόζη.