Хората и повечето други животни се нуждаят от определени неща, за да оцелеят. Кислородът е един от тях, а въглехидратната глюкоза е друг. За тяхно щастие, растенията (и някои бактерии и водорасли) произвеждат и двете в резултат на сложен процес, известен като фотосинтеза.
Формулата
Формулата, свързана с процеса на фотосинтеза, е
6Н2O + 6CO2 = С6Н12О6 + 6O2.
Тази формула ви казва, че шест молекули вода плюс шест молекули въглероден диоксид ще произведат една молекула глюкоза плюс шест молекули кислород. Целият този процес преминава през два отделни етапа, преди да завърши. Първият етап е процес, зависим от светлината, а вторият етап е процес, независим от светлината.
Зависим от светлината
В зависимия от светлината процес електроните на хлоропластите (специални органели, използвани за осъществяване на фотосинтеза) се възбуждат в по-високо енергийно състояние, когато се бомбардират със светлина. Тези възбудени електрони предизвикват поредица от реакции, които произвеждат аденозин трифосфат (ATP) и никотинамид аденин динуклеотид фосфат (NADPH). След това ATP и NADPH се използват за създаване на въглеродни връзки в независим от светлината процес. Водните молекули, присъстващи в зависимия от светлината процес, се разделят. Техните молекули кислород се освобождават в атмосферата.
Независим от светлината
Спомнете си разцепването на водните молекули в зависимия от светлината процес, който освобождава молекулите кислород в атмосферата. Тъй като водата е H20, все още остава водороден атом. Този водороден атом се използва в независим от светлината процес, когато растенията приемат въглероден диоксид от атмосферата. Въглеродният диоксид и водородът се свързват заедно чрез процес, наречен въглеродна фиксация, който образува неспецифичен въглехидрат.
Фотофосфорилиране
Фотофосфорилирането е процес, при който светлинната енергия произвежда НАДФН. Специални пигменти, открити в клетките на растението, известни като хлорофил, правят този процес възможен. Двата основни типа хлорофил са хлорофил А и хлорофил Б. С прости думи, електроните на водните молекули, присъстващи в хлорофил В, се възбуждат от присъствието на светлина. Хлорофилът В приема един от тези възбудени електрони, разделящ Н2O молекула в H+ и O-2. О-2 се превръща в O2 и пуснати в атмосферата. Възбуденият електрон е прикрепен към първичен електронен рецептор и чрез поредица от сложни реакции образува NADPH. NADPH е енергийният носител, използван за фиксиране на въглерод.
Цикълът на Калвин
Растенията произвеждат глюкоза в процес, известен като цикъл на Калвин. Въглеродният диоксид, уловен в независимия от светлината процес, се обработва в този цикъл. На всеки шест молекули въглероден диоксид, уловени и поставени в цикъла, се получава една молекула глюкоза. Химикалът, който улавя въглеродния диоксид за използване в цикъла на Калвин, е рибулозен бифосфат.
