Ljudi i većina drugih životinja trebaju određene stvari da bi preživjeli. Kisik je jedan od njih, a ugljikohidrat glukoza drugi. Na njihovu sreću, biljke (i određene bakterije i alge) proizvode oboje kao rezultat složenog procesa poznatog kao fotosinteza.
Formula
Formula povezana s procesom fotosinteze je
6H2O + 6CO2 = C6H12O6 + 6O2.
Ova formula kaže vam da će šest molekula vode plus šest molekula ugljičnog dioksida proizvesti jednu molekulu glukoze plus šest molekula kisika. Čitav ovaj proces prolazi kroz dvije različite faze prije nego što je dovršen. Prva faza je proces ovisan o svjetlu, a druga faza je proces neovisan o svjetlu.
Ovisno o svjetlu
U procesu ovisnom o svjetlu, elektroni kloroplasta (posebni organeli koji se koriste za provođenje fotosinteze) pobuđuju se u više energetsko stanje kada ih bombardiraju svjetlošću. Ti pobuđeni elektroni uzrokuju niz reakcija koje proizvode adenozin trifosfat (ATP) i nikotinamid adenin dinukleotid fosfat (NADPH). ATP i NADPH se zatim koriste za stvaranje ugljikovih veza u procesu neovisnom o svjetlu. Molekule vode prisutne u procesu ovisnom o svjetlu dijele se. Njihove molekule kisika otpuštaju se u atmosferu.
Neovisno o svjetlu
Prisjetite se cijepanja molekula vode u procesu ovisnom o svjetlu koji je oslobodio molekule kisika u atmosferu. Budući da je voda H20, još uvijek ostaje atom vodika. Ovaj atom vodika koristi se u procesu neovisnom o svjetlu kada biljke uzimaju ugljični dioksid iz atmosfere. Ugljični dioksid i vodik povezuju se postupkom nazvanim fiksacija ugljika, koji tvori nespecifični ugljikohidrat.
Fotofosforilacija
Fotofosforilacija je postupak kojim svjetlosna energija proizvodi NADPH. Posebni pigmenti koji se nalaze u biljnim stanicama poznatiji kao klorofil omogućuju ovaj postupak. Dvije glavne vrste klorofila su klorofil A i klorofil B. Jednostavno rečeno, elektroni molekula vode prisutni u klorofilu B pobuđuju se zbog prisutnosti svjetlosti. Klorofil B uzima jedan od ovih pobuđenih elektrona koji dijele H2O molekula u H+ i O-2. O-2 pretvara se u O2 i pušten u atmosferu. Pobuđeni elektron veže se za primarni elektronski receptor i kroz niz složenih reakcija tvori NADPH. NADPH je nosač energije koji se koristi u fiksaciji ugljika.
Calvinov ciklus
Biljke proizvode glukozu u procesu poznatom kao Calvinov ciklus. U tom se ciklusu obrađuje ugljični dioksid zarobljen u procesu neovisnom o svjetlu. Na svakih šest molekula ugljičnog dioksida koji se uhvate i stave u ciklus, stvara se jedna molekula glukoze. Kemikalija koja zahvaća ugljični dioksid za upotrebu u Calvinovom ciklusu je ribuloza bifosfat.