Fotosinteza je postupak kojim biljke i neke bakterije i protisti sintetiziraju molekule šećera iz ugljičnog dioksida, vode i sunčeve svjetlosti. Fotosinteza se može podijeliti u dvije faze - reakcija ovisna o svjetlu i svjetlost neovisne (ili tamne) reakcije. Tijekom svjetlosnih reakcija elektron se oduzima od molekule vode oslobađajući atome kisika i vodika. Slobodni atom kisika kombinira se s drugim slobodnim atomom kisika dajući plin kisik koji se zatim oslobađa.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Atomi kisika nastaju tijekom laganog procesa fotosinteze, a dva atoma kisika zatim se kombiniraju i tvore plinoviti kisik.
Svjetlosne reakcije
Primarna svrha svjetlosnih reakcija u fotosintezi je stvaranje energije za upotrebu u tamnim reakcijama. Energija se sakuplja iz sunčeve svjetlosti koja se prenosi na elektrone. Kako elektroni prolaze kroz niz molekula, protonski gradijent nastaje u membranama. Protoni teku natrag kroz membranu kroz enzim zvan ATP sintaza koji generira ATP, molekulu energije, koja se koristi u mračnim reakcijama gdje se ugljični dioksid koristi za proizvodnju šećera. Taj se proces naziva fotofposforilacija.
Ciklična i neciklična fotofosforilacija
Ciklična i neciklična fotofosforilacija odnose se na izvor i odredište elektrona koji se koristi za stvaranje protonskog gradijenta i zauzvrat ATP. U cikličkoj fotofosfolaciji, elektron se reciklira natrag u fotosustav gdje se ponovno energizira i ponavlja svoje putovanje kroz svjetlosne reakcije. Međutim, u necikličnoj fotofosforilaciji, posljednji korak elektrona je u stvaranju molekule NADPH koja se također koristi u mračnim reakcijama. To zahtijeva unos novog elektrona za ponavljanje svjetlosnih reakcija. Potreba za ovim elektronom rezultira stvaranjem kisika iz molekula vode.
Kloroplasti
U fotosintetskim eukariotima kao što su alge i biljke, fotosinteza se događa u specijaliziranoj staničnoj organeli koja se naziva kloroplast. Unutar kloroplasta nalaze se tilakoidne membrane koje pružaju unutarnje i vanjsko okruženje za fotosintezu. Tilakoidne membrane prisutne su u svim fotosintetskim organizmima, uključujući bakterije, ali samo ih eukarioti smještaju u kloroplaste. Fotosinteza započinje u fotosustavima smještenim unutar tilakoidnih membrana. Kako svjetlosne reakcije fotosinteze napreduju, protoni se pakiraju unutar membranskih prostora stvarajući protonski gradijent preko membrane.
Fotosustavi
Fotosustavi su složene strukture koje uključuju pigmente smještene unutar tilakoidne membrane koji energijom elektrona energijom koriste svjetlosnu energiju. Svaki pigment prilagođen je određenom dijelu spektra svjetlosti. Središnji pigment je klorofil? što služi dodatnoj ulozi prikupljanja elektrona koji se koristi u naknadnim svjetlosnim reakcijama. Unutar središta klorofila? su ioni koji se vežu za molekule vode. Dok klorofil energizira elektron i šalje elektron izvan fotosustava molekulama receptora koji čekaju, elektron se zamjenjuje iz molekula vode.
Stvaranje kisika
Kako se elektroni oduzimaju od molekula vode, voda se razbija na atome komponenata. Atomi kisika iz dvije molekule vode kombiniraju se i tvore dvoatomski kisik (O2). Atomi vodika, koji su pojedinačni protoni kojima nedostaju elektroni, pomažu u stvaranju protonskog gradijenta u prostoru zatvorenom tilakoidnom membranom. Dvoatomni kisik se oslobađa i centar klorofila veže se za nove molekule vode kako bi ponovio postupak. Zbog uključenih reakcija, klorofil mora energizirati četiri elektrona da bi generirali jednu molekulu kisika.
