A fotoszintézis az a folyamat, amelynek során a növények, néhány baktérium és protista szintetizálja a cukormolekulákat szén-dioxidból, vízből és napfényből. A fotoszintézis két szakaszra osztható - a fénytől függő reakcióra és a fénytől független (vagy sötét) reakcióra. A fényreakciók során az oxigén- és a hidrogénatomokat felszabadító vízmolekuláról egy elektront leválasztanak. A szabad oxigénatom egy másik szabad oxigénatommal kombinálva oxigéngázt termel, amely aztán felszabadul.
TL; DR (túl hosszú; Nem olvastam)
Az oxigénatomok a fotoszintézis könnyű folyamata során keletkeznek, majd két oxigénatom egyesülve oxigéngázt képez.
Fényreakciók
A fotoszintézis során a fényreakciók elsődleges célja energia előállítása a sötét reakciókban történő felhasználásra. Az energiát napfényből nyerik, amely átkerül az elektronokra. Amint az elektronok áthaladnak egy sor molekulán, protongradiens képződik. A protonok egy ATP-szintáz nevű enzim révén áramlanak vissza a membránon, amely ATP-t generál, egy olyan energiamolekulát, amelyet sötét reakcióban használnak, ahol szén-dioxidot használnak cukor előállításához. Ezt a folyamatot fotofoszforilációnak nevezzük.
Ciklikus és nonciklusos fotofoszforilezés
A ciklikus és a nem ciklikus fotofoszforilezés a protongradiens és az ATP előállításához használt elektron forrására és céljára vonatkozik. A ciklikus fotofoszforiláció során az elektron visszavezetésre kerül egy fotorendszerbe, ahol újra energiát kap és megismétli a fényreakciók útját. A nem ciklikus fotofoszforilezésnél azonban az elektron utolsó lépése egy sötét reakciókban is használt NADPH molekula létrehozása. Ehhez új elektron bevitele szükséges a fényreakciók megismétléséhez. Ennek az elektronnak az igénye oxigén képződését eredményezi a vízmolekulákból.
Kloroplasztok
A fotoszintetikus eukariótákban, mint az algák és a növények, a fotoszintézis egy kloroplasztnak nevezett speciális sejtorganellában történik. A kloroplasztokon belül vannak a tilakoid membránok, amelyek belső és külső környezetet biztosítanak a fotoszintézishez. A tilakoid membránok minden fotoszintetikus organizmusban jelen vannak, beleértve a baktériumokat is, de csak az eukarióták tartalmazzák ezeket a membránokat a kloroplasztokban. A fotoszintézis a tilakoid membránokon belül elhelyezkedő fotorendszerekben kezdődik. A fotoszintézis fényreakcióinak előrehaladtával a protonok a membránterekbe tömörülve protongradienseket hoznak létre a membránon.
Fotórendszerek
A fotorendszerek a tilakoid membránon belüli pigmentek bevonásának összetett struktúrái, amelyek fényenergiával energiát adnak az elektronoknak. Minden pigment a fényspektrum egy meghatározott részére van hangolva. A központi pigment a klorofill? amely további szerepet játszik a későbbi fényreakciókban használt elektron összegyűjtésében. A klorofill központjában? olyan ionok, amelyek a vízmolekulákhoz kötődnek. Amint a klorofill energiát ad egy elektronnak, és a fotorendszeren kívüli elektront a várakozó receptor molekulákhoz küldi, az elektron helyettesül a vízmolekuláktól.
Oxigénképződés
Mivel az elektronokat leválasztják a vízmolekulákról, a vizet összetevő atomokra bontják. Két vízmolekula oxigénatomjai diatomi oxigént (O2). A hidrogénatomok, amelyek egyetlen proton hiányzik az elektronjukból, elősegítik a protongradiens létrejöttét a tilakoid membrán által bezárt térben. A diatomi oxigén felszabadul, és a klorofill központ új vízmolekulákhoz kötődik, hogy megismételje a folyamatot. A résztvevő reakciók miatt négy elektronnak kell a klorofillal energiát adnia egyetlen oxigénmolekula előállításához.