რა არის ფოტოსინთეზის საბოლოო პროდუქტი?

ადამიანებს და სხვა ცხოველების უმეტესობას გარკვეული რამ სჭირდებათ გადარჩენისთვის. ჟანგბადი ერთ-ერთი მათგანია, ნახშირწყლების გლუკოზა კი სხვა. მათდა საბედნიეროდ, მცენარეები (და გარკვეული ბაქტერიები და წყალმცენარეები) აწარმოებენ ორივე მათგანს რთული პროცესის შედეგად, რომელიც ცნობილია როგორც ფოტოსინთეზი.

ფოტოსინთეზის პროცესთან დაკავშირებული ფორმულაა

6 თ₂O + 6CO₂ = გ₆ჰ₁₂ო₆ + 6 ო₂.

ეს ფორმულა გეუბნებათ, რომ ექვსი მოლეკულა წყალი პლუს ექვსი მოლეკულა ნახშირორჟანგი გამოიმუშავებს ერთ მოლეკულა გლუკოზას პლუს ექვსი მოლეკულა ჟანგბადი. მთელი ეს პროცესი ორ განსხვავებულ ეტაპს გადის, სანამ დასრულდება. პირველი ეტაპი არის სინათლეზე დამოკიდებული პროცესი და მეორე ეტაპი არის სინათლისგან დამოუკიდებელი პროცესი.

სინათლეზე დამოკიდებულ პროცესში ქლოროპლასტების ელექტრონები (სპეციალური ორგანელები, რომლებიც გამოიყენება ფოტოსინთეზის ჩასატარებლად) აღგზნებულია უფრო მაღალი ენერგეტიკულ მდგომარეობაში, როდესაც ისინი დაბომბავენ სინათლეს. ეს აღგზნებული ელექტრონები იწვევს რიგ რეაქციებს, რომლებიც წარმოქმნიან ადენოზინტრიფოსფატს (ATP) და ნიკოტინამიდ ადენინ დინუკლეოტიდ ფოსფატს (NADPH). შემდეგ ATP და NADPH გამოიყენება ნახშირბადის ობლიგაციების შესაქმნელად სინათლისგან დამოუკიდებელ პროცესში. სინათლეზე დამოკიდებულ პროცესში არსებული წყლის მოლეკულები იყოფა. მათი ჟანგბადის მოლეკულები ატმოსფეროში გამოიყოფა.

გავიხსენოთ წყლის მოლეკულების გაყოფა სინათლეზე დამოკიდებულ პროცესში, რამაც ატმოსფეროში გაათავისუფლა ჟანგბადის მოლეკულები. მას შემდეგ, რაც წყალი არის H₂0, ჯერ კიდევ წყალბადის ატომია დარჩენილი. წყალბადის ეს ატომი გამოიყენება სინათლისგან დამოუკიდებელ პროცესში, როდესაც მცენარეები ატმოსფეროდან ნახშირორჟანგს იღებენ. ნახშირორჟანგი და წყალბადის შეერთება ხდება პროცესში, რომელსაც ეწოდება ნახშირბადის ფიქსაცია, რომელიც ქმნის არასპეციფიკურ ნახშირწყლებს.

ფოტოფოსფორილაცია არის პროცესი, რომლის დროსაც მსუბუქი ენერგია აწარმოებს NADPH. მცენარის უჯრედებში ნაპოვნი სპეციალური პიგმენტები, რომლებიც ქლოროფილის სახელით არის ცნობილი, ამ პროცესის შესაძლებლობას იძლევა. ქლოროფილის ორი ძირითადი ტიპია ქლოროფილიტი A და ქლოროფილილი B. მარტივად რომ ვთქვათ, ქლოროფილში მყოფი წყლის მოლეკულების ელექტრონები აღელვებს სინათლის არსებობით. ქლოროფილი B იღებს ერთ-ერთ ამ აღელვებულ ელექტრონს, რომელიც ჰყოფს H- ს₂O მოლეკულა H- ში⁺ და ო^-2. ო^-2 გარდაიქმნება O- ში₂ და გაათავისუფლეს ატმოსფეროში. აღგზნებული ელექტრონი ერთვის პირველადი ელექტრონული რეცეპტორს და მთელი რიგი რთული რეაქციების საშუალებით ქმნის NADPH. NADPH არის ენერგიის გადამზიდავი, რომელიც გამოიყენება ნახშირბადის ფიქსაციაში.

მცენარეები აწარმოებენ გლუკოზას პროცესში, რომელსაც უწოდებენ კალვინის ციკლს. ნახშირორჟანგი, რომელიც შუქისგან დამოუკიდებელ პროცესში მიიღება, ამ ციკლში მუშავდება. ნახშირორჟანგის ექვსი ექვსი მოლეკულისთვის, რომელიც აითვისა და ციკლში შევიდა, წარმოიქმნება ერთი გლუკოზის მოლეკულა. ქიმიური ნივთიერება, რომელიც იღებს ნახშირორჟანგს კალვინის ციკლში გამოსაყენებლად, არის რიბულოზის ბიფოსფატი.