מהו התוצר הסופי של פוטוסינתזה?

בני אדם ורוב בעלי החיים האחרים זקוקים לדברים מסוימים כדי לשרוד. חמצן הוא אחד מהם, והגלוקוז בפחמימות הוא אחר. למרבה המזל עבורם, צמחים (וחיידקים ואצות מסוימים) מייצרים את שני אלה כתוצאה מתהליך מורכב המכונה פוטוסינתזה.

הנוסחה הקשורה לתהליך הפוטוסינתזה היא

6H₂O + 6CO₂ = ג₆ה₁₂או₆ + 6O₂.

נוסחה זו מספרת לך שש שש מולקולות מים בתוספת שש מולקולות של פחמן דו חמצני ייצרו מולקולה אחת של גלוקוז בתוספת שש מולקולות של חמצן. כל התהליך הזה עובר שני שלבים נפרדים לפני סיומו. השלב הראשון הוא תהליך תלוי אור והשלב השני הוא תהליך שאינו תלוי באור.

בתהליך התלוי באור, האלקטרונים של הכלורופלסטים (אברונים מיוחדים המשמשים לביצוע פוטוסינתזה) מתרגשים למצב אנרגיה גבוהה יותר כאשר הם מופגזים באור. אלקטרונים נרגשים אלה גורמים לסדרת תגובות המייצרות אדנוזין טריפוספט (ATP) וניקוטינאמיד אדנין דינוקליאוטיד פוספט (NADPH). ATP ו- NADPH משמשים אז ליצירת קשרי פחמן בתהליך שאינו תלוי באור. מולקולות מים הקיימות בתהליך תלוי האור מפוצלות. מולקולות החמצן שלהם משתחררות לאטמוספרה.

נזכור את פיצול מולקולות המים בתהליך תלוי האור ששחרר מולקולות חמצן לאטמוספירה. מכיוון שמים הם ח

פוטו זרחן הוא התהליך שבו אנרגיית האור מייצרת NADPH. פיגמנטים מיוחדים המצויים בתאי הצמח המכונים כלורופיל מאפשרים תהליך זה. שני הסוגים העיקריים של כלורופיל הם כלורופיל A וכלורופיל B. במילים פשוטות, האלקטרונים של מולקולות המים הקיימות בכלורופיל B מתרגשים מנוכחות האור. כלורופיל B לוקח את אחד האלקטרונים הנרגשים האלה המפצלים את ה- H₂מולקולת O לתוך H⁺ ו- O^-2. או^-2 מומר ל- O₂ ושוחרר לאווירה. האלקטרון הנרגש מחובר לקולטן אלקטרונים ראשוני, ודרך סדרת תגובות מורכבות יוצר NADPH. NADPH הוא נושא האנרגיה המשמש לקיבוע פחמן.

צמחים מייצרים גלוקוז בתהליך המכונה מחזור קלווין. הפחמן הדו חמצני שנלכד בתהליך שאינו תלוי באור מעובד במחזור זה. על כל שש מולקולות של פחמן דו חמצני שנלכד ונכנס למחזור, מיוצרת מולקולה אחת של גלוקוז. הכימיקל הלוכד את הפחמן הדו-חמצני לשימוש במחזור קלווין הוא ריבולוז ביפוספט.