Was ist das Endprodukt der Photosynthese?

Menschen und die meisten anderen Tiere brauchen bestimmte Dinge, um zu überleben. Sauerstoff ist einer von ihnen, und das Kohlenhydrat Glukose ist ein anderer. Zu ihrem Glück produzieren Pflanzen (und bestimmte Bakterien und Algen) beides als Ergebnis eines komplexen Prozesses, der als Photosynthese bekannt ist.

Die mit dem Prozess der Photosynthese verbundene Formel lautet

6H₂O + 6CO₂ = C₆H₁₂Ö₆ + 6O₂.

Diese Formel sagt Ihnen, dass sechs Moleküle Wasser plus sechs Moleküle Kohlendioxid ein Molekül Glukose plus sechs Moleküle Sauerstoff produzieren. Dieser gesamte Prozess durchläuft zwei verschiedene Phasen, bevor er abgeschlossen ist. Die erste Stufe ist ein lichtabhängiger Prozess und die zweite Stufe ist ein lichtunabhängiger Prozess.

Bei dem lichtabhängigen Prozess werden die Elektronen der Chloroplasten (spezielle Organellen zur Durchführung der Photosynthese) beim Beschuss mit Licht in einen höheren Energiezustand angeregt. Diese angeregten Elektronen verursachen eine Reihe von Reaktionen, die Adenosintriphosphat (ATP) und Nicotinamidadenindinukleotidphosphat (NADPH) produzieren. ATP und NADPH werden dann verwendet, um im lichtunabhängigen Prozess Kohlenstoffbindungen herzustellen. Im lichtabhängigen Prozess vorhandene Wassermoleküle werden gespalten. Ihre Sauerstoffmoleküle werden in die Atmosphäre abgegeben.

Erinnern Sie sich an die Aufspaltung der Wassermoleküle in dem lichtabhängigen Prozess, der Sauerstoffmoleküle in die Atmosphäre freisetzte. Da Wasser H. ist₂0, es ist noch ein Wasserstoffatom übrig. Dieses Wasserstoffatom wird im lichtunabhängigen Prozess verwendet, wenn Pflanzen Kohlendioxid aus der Atmosphäre aufnehmen. Das Kohlendioxid und der Wasserstoff werden durch einen Prozess namens Kohlenstofffixierung miteinander verbunden, der ein unspezifisches Kohlenhydrat bildet.

Photophosphorylierung ist der Prozess, bei dem Lichtenergie NADPH erzeugt. Möglich machen diesen Prozess spezielle Pigmente, die in den Pflanzenzellen vorkommen, das sogenannte Chlorophyll. Die beiden wichtigsten Chlorophyllarten sind Chlorophyll A und Chlorophyll B. Einfach ausgedrückt, werden die Elektronen von Wassermolekülen in Chlorophyll B durch die Anwesenheit von Licht angeregt. Chlorophyll B nimmt eines dieser angeregten Elektronen auf und spaltet das H₂O-Molekül in H⁺ und O^-2. Ö^-2 wird in O. umgewandelt₂ und in die Atmosphäre abgegeben. Das angeregte Elektron wird an einen Primärelektronenrezeptor gebunden und bildet durch eine Reihe komplexer Reaktionen NADPH. NADPH ist der Energieträger, der bei der Kohlenstofffixierung verwendet wird.

Pflanzen produzieren Glukose in einem Prozess, der als Calvin-Zyklus bekannt ist. Das im lichtunabhängigen Prozess abgeschiedene Kohlendioxid wird in diesem Kreislauf verarbeitet. Für jeweils sechs Moleküle Kohlendioxid, die eingefangen und in den Kreislauf eingebracht werden, wird ein Molekül Glukose produziert. Die Chemikalie, die das Kohlendioxid zur Verwendung im Calvin-Zyklus auffängt, ist Ribulosebiphosphat.