Mi a fotoszintézis végterméke?

Az embereknek és a legtöbb más állatnak bizonyos dolgokra van szüksége a túléléshez. Az oxigén az egyik, a szénhidrát-glükóz pedig a másik. Szerencsére a növények (és bizonyos baktériumok és algák) mindkettőt a fotoszintézis néven ismert komplex folyamat eredményeként termelik.

A fotoszintézis folyamatához kapcsolódó képlet az

6H₂O + 6CO₂ = C₆H₁₂O₆ + 6O₂.

Ez a képlet azt mondja, hogy hat vízmolekula és hat szén-dioxidmolekula egy glükózmolekulát és hat oxigénmolekulát fog termelni. Ez az egész folyamat két külön szakaszon megy keresztül, mielőtt befejeződik. Az első szakasz fényfüggő folyamat, a második szakasz pedig fényfüggetlen folyamat.

A fényfüggő folyamatban a kloroplasztik elektronjai (a fotoszintézis elvégzéséhez használt speciális organellák) nagyobb energiájú állapotba kerülnek, amikor fénnyel bombázzák őket. Ezek a gerjesztett elektronok egy sor reakciót idéznek elő, amelyek adenozin-trifoszfátot (ATP) és nikotinamid-adenin-dinukleotid-foszfátot (NADPH) termelnek. Ezután az ATP-t és a NADPH-t szén-kötések létrehozására használják a fénytől független folyamat során. A fényfüggő folyamatban jelen lévő vízmolekulák hasadnak. Oxigénmolekulájuk felszabadul a légkörbe.

Emlékezzünk a vízmolekulák hasadására a fényfüggő folyamatban, amely oxigénmolekulákat juttatott a légkörbe. Mivel a víz H₂0, még mindig van hidrogénatom. Ezt a hidrogénatomot használják a fénytől független folyamatban, amikor a növények széndioxidot vesznek a légkörből. A szén-dioxid és a hidrogén összekapcsolódik az úgynevezett szénmegkötés révén, amely nem specifikus szénhidrátot képez.

A fotofoszforilezés az a folyamat, amelynek során a fényenergia előállítja a NADPH-t. A növény sejtjeiben klorofill néven ismert speciális pigmentek teszik lehetővé ezt a folyamatot. A klorofill két fő típusa az A klorofill és a B klorofill. Egyszerűbben kifejezve: a B klorofillban jelen lévő vízmolekulák elektronjait a fény jelenléte izgatja. A B klorofill felveszi ezen gerjesztett elektronok egyikét, amely felosztja a H-t₂O molekula H-be⁺ és O^-2. O^-2 O-vá alakul₂ és kiengedték a légkörbe. A gerjesztett elektron egy primer elektronreceptorhoz kapcsolódik, és komplex reakciók révén NADPH-t képez. A NADPH a szénmegkötésben használt energiahordozó.

A növények a Calvin-ciklus néven ismert folyamatban termelnek glükózt. A fényfüggetlen folyamatban befogott szén-dioxid ebben a ciklusban kerül feldolgozásra. A befogott és a ciklusba helyezett hat szén-dioxid-molekula után egy glükózmolekula képződik. A szén-dioxidot a Calvin-ciklusban történő felhasználásra megkötő vegyi anyag a ribulóz-bifoszfát.