Lidé a většina ostatních zvířat potřebují k přežití určité věci. Kyslík je jedním z nich a sacharidová glukóza dalším. Naštěstí pro ně rostliny (a určité bakterie a řasy) produkují obojí v důsledku složitého procesu známého jako fotosyntéza.
Vzorec
Vzorec spojený s procesem fotosyntézy je
6H2O + 6CO2 = C.6H12Ó6 + 6O2.
Tento vzorec vám říká, že šest molekul vody plus šest molekul oxidu uhličitého vyprodukuje jednu molekulu glukózy plus šest molekul kyslíku. Celý tento proces prochází dvěma odlišnými fázemi, než je dokončen. První stupeň je proces závislý na světle a druhý stupeň je proces nezávislý na světle.
Závislé na světle
V procesu závislém na světle jsou elektrony chloroplastů (speciální organely používané k provádění fotosyntézy) excitovány do stavu s vyšší energií, když jsou bombardovány světlem. Tyto vzrušené elektrony způsobují řadu reakcí, které produkují adenosintrifosfát (ATP) a nikotinamid adenin dinukleotid fosfát (NADPH). ATP a NADPH se poté používají k vytváření uhlíkových vazeb v procesu nezávislém na světle. Molekuly vody přítomné v procesu závislém na světle jsou rozděleny. Jejich molekuly kyslíku se uvolňují do atmosféry.
Light Independent
Připomeňme si rozdělení molekul vody v procesu závislém na světle, který uvolnil molekuly kyslíku do atmosféry. Protože voda je H20, stále zbývá atom vodíku. Tento atom vodíku se používá v procesu nezávislém na světle, když rostliny odebírají oxid uhličitý z atmosféry. Oxid uhličitý a vodík se spojí procesem zvaným fixace uhlíku, který tvoří nespecifický sacharid.
Fotofosforylace
Fotofosforylace je proces, při kterém světelná energie produkuje NADPH. Tento proces umožňují speciální pigmenty nacházející se v buňkách rostliny známé jako chlorofyl. Dva hlavní typy chlorofylu jsou chlorofyl A a chlorofyl B. Jednoduše řečeno, elektrony molekul vody přítomné v chlorofylu B se vzrušují přítomností světla. Chlorofyl B přijímá jeden z těchto excitovaných elektronů štěpících H2O molekula do H+ a O.-2. Ó-2 se převádí na O2 a vypuštěn do atmosféry. Vzrušený elektron je připojen k primárnímu elektronovému receptoru a prostřednictvím řady komplexních reakcí tvoří NADPH. NADPH je nosič energie používaný při fixaci uhlíku.
Calvinův cyklus
Rostliny produkují glukózu v procesu známém jako Calvinův cyklus. Oxid uhličitý zachycený v procesu nezávislém na světle se zpracovává v tomto cyklu. Z každých šesti molekul oxidu uhličitého zachycených a vložených do cyklu se vytvoří jedna molekula glukózy. Chemickou látkou, která zachycuje oxid uhličitý pro použití v Calvinově cyklu, je ribulóza bifosfát.