Τι είναι το τελικό προϊόν της φωτοσύνθεσης;

Οι άνθρωποι και τα περισσότερα άλλα ζώα χρειάζονται ορισμένα πράγματα για να επιβιώσουν. Το οξυγόνο είναι ένα από αυτά και η γλυκόζη υδατανθράκων είναι άλλη. Ευτυχώς για αυτά, τα φυτά (και ορισμένα βακτήρια και φύκια) παράγουν και τα δύο ως αποτέλεσμα μιας σύνθετης διαδικασίας γνωστής ως φωτοσύνθεση.

Ο τύπος που σχετίζεται με τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης είναι

6Η₂O + 6CO₂ = Γ₆Η₁₂Ο₆ + 6O₂.

Αυτός ο τύπος σας λέει ότι έξι μόρια νερού συν έξι μόρια διοξειδίου του άνθρακα θα παράγουν ένα μόριο γλυκόζης συν έξι μόρια οξυγόνου. Όλη αυτή η διαδικασία περνά από δύο διαφορετικά 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.

Στη διαδικασία που εξαρτάται από το φως, τα ηλεκτρόνια των χλωροπλαστών (ειδικά οργανίδια που χρησιμοποιούνται για τη φωτοσύνθεση) διεγείρονται σε κατάσταση υψηλότερης ενέργειας όταν βομβαρδίζονται με φως. Αυτά τα διεγερμένα ηλεκτρόνια προκαλούν μια σειρά αντιδράσεων που παράγουν τριφωσφορική αδενοσίνη (ATP) και φωσφορικό δινουκλεοτίδιο νικοτιναμιδίου αδενίνης (NADPH). Στη συνέχεια, τα ATP και NADPH χρησιμοποιούνται για την παραγωγή δεσμών άνθρακα στη διαδικασία ανεξάρτητη από το φως. Τα μόρια νερού που υπάρχουν στη διαδικασία που εξαρτάται από το φως διαχωρίζονται. Τα μόρια οξυγόνου τους απελευθερώνονται στην ατμόσφαιρα.

Θυμηθείτε τον διαχωρισμό των μορίων του νερού στη διαδικασία που εξαρτάται από το φως που απελευθερώνει μόρια οξυγόνου στην ατμόσφαιρα. Δεδομένου ότι το νερό είναι Η₂0, απομένει ακόμη ένα άτομο υδρογόνου. Αυτό το άτομο υδρογόνου χρησιμοποιείται στη διαδικασία ανεξάρτητη από το φως 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 στερέωση άνθρακα, η οποία σχηματίζει έναν μη ειδικό υδατάνθρακα.

Η φωτοφωσφορυλίωση είναι η διαδικασία με την οποία η ελαφριά 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 ενθουσιάζονται από την παρουσία φωτός. Η χλωροφύλλη Β παίρνει ένα από αυτά τα διεγερμένα ηλεκτρόνια που χωρίζουν το Η₂Μόριο Ο σε Η⁺ και Ο^-2. Ο^-2 μετατρέπεται σε O₂ και απελευθερώθηκε στην ατμόσφαιρα. Το διεγερμένο ηλεκτρόνιο συνδέεται με έναν πρωτεύοντα υποδοχέα ηλεκτρονίων και μέσω μιας σειράς πολύπλοκων αντιδράσεων σχηματίζει NADPH. Το NADPH είναι ο φορέας ενέργειας που χρησιμοποιείται στη στερέωση άνθρακα.

Τα φυτά παράγουν γλυκόζη σε μια διαδικασία γνωστή ως ο κύκλος Calvin. Το διοξείδιο του άνθρακα που συλλαμβάνεται στη διαδικασία ανεξάρτητη από το φως υποβάλλεται σε επεξεργασία σε αυτόν τον κύκλο. Για κάθε έξι μόρια διοξειδίου του άνθρακα που συλλαμβάνονται και τοποθετούνται στον κύκλο, παράγεται ένα μόριο γλυκόζης. Η χημική ουσία που δεσμεύει το διοξείδιο του άνθρακα για χρήση στον κύκλο Calvin είναι διφωσφορική ριβουλόζη.