Kāds ir fotosintēzes galaprodukts?

Cilvēkiem un lielākajai daļai citu dzīvnieku ir vajadzīgas noteiktas lietas, lai izdzīvotu. Skābeklis ir viens no tiem, un ogļhidrātu glikoze ir vēl viena. Par laimi viņiem augi (un noteiktas baktērijas un aļģes) rada abus šos produktus sarežģīta procesa rezultātā, kas pazīstams kā fotosintēze.

Ar fotosintēzes procesu saistītā formula ir

6H₂O + 6CO₂ = C₆H₁₂O₆ + 6O₂.

Šī formula saka, ka sešas ūdens un sešas oglekļa dioksīda molekulas radīs vienu glikozes molekulu plus sešas skābekļa molekulas. Viss šis process iet cauri diviem atšķirīgiem posmiem, pirms tas ir pabeigts. Pirmais posms ir no gaismas atkarīgs process, bet otrais - no gaismas neatkarīgs process.

No gaismas atkarīgajā procesā hloroplastu (īpašie organelli, ko izmanto fotosintēzes veikšanai) elektroni tiek uzbudināti augstākas enerģijas stāvoklī, kad tos bombardē ar gaismu. Šie ierosinātie elektroni izraisa virkni reakciju, kas rada adenozīna trifosfātu (ATP) un nikotīnamīda adenīna dinukleotīda fosfātu (NADPH). Pēc tam ATP un NADPH tiek izmantoti, lai izveidotu oglekļa saites no gaismas neatkarīgā procesā. No gaismas atkarīgajā procesā esošās ūdens molekulas ir sadalītas. Viņu skābekļa molekulas tiek izlaistas atmosfērā.

Atgādināsim ūdens molekulu sadalīšanos no gaismas atkarīgajā procesā, kas atmosfērā izdalīja skābekļa molekulas. Tā kā ūdens ir H₂0, joprojām ir atlicis ūdeņraža atoms. Šo ūdeņraža atomu izmanto no gaismas neatkarīgā procesā, kad augi no atmosfēras ņem oglekļa dioksīdu. Oglekļa dioksīds un ūdeņradis savienojas kopā, izmantojot procesu, ko sauc par oglekļa fiksāciju, kas veido nespecifisku ogļhidrātu.

Fotofosforilēšana ir process, kurā gaismas enerģija rada NADPH. Īpaši pigmenti, kas atrodami auga šūnās, kas pazīstami kā hlorofils, padara šo procesu iespējamu. Divi galvenie hlorofila veidi ir hlorofils A un hlorofils B. Vienkārši sakot, hlorofilā B esošo ūdens molekulu elektronus uzbudina gaismas klātbūtne. Hlorofils B uzņem vienu no šiem ierosinātajiem elektroniem, sadalot H₂O molekulu H⁺ un O^-2. O^-2 tiek pārvērsts par O₂ un izlaisti atmosfērā. Uzbudinātais elektrons ir piesaistīts primārajam elektronu receptoram, un, izmantojot virkni sarežģītu reakciju, veidojas NADPH. NADPH ir enerģijas nesējs, ko izmanto oglekļa fiksācijā.

Augi ražo glikozi procesā, kas pazīstams kā Kalvina cikls. Šajā ciklā tiek apstrādāts oglekļa dioksīds, kas iegūts no gaismas neatkarīgā procesā. Par katrām sešām uztvertajām un ciklā ievietotajām oglekļa dioksīda molekulām tiek ražota viena glikozes molekula. Ķīmiskā viela, kas uztver oglekļa dioksīdu izmantošanai Kalvina ciklā, ir ribulozes bifosfāts.