Jaki jest produkt końcowy fotosyntezy?

Ludzie i większość innych zwierząt potrzebują pewnych rzeczy, aby przetrwać. Jednym z nich jest tlen, drugim jest węglowodan glukoza. Na szczęście dla nich rośliny (oraz niektóre bakterie i glony) produkują oba te składniki w wyniku złożonego procesu zwanego fotosyntezą.

Formuła związana z procesem fotosyntezy to

6H₂O + 6 CO₂ = C₆H₁₂O₆ + 60₂.

Ten wzór mówi ci, że sześć cząsteczek wody plus sześć cząsteczek dwutlenku węgla wytworzy jedną cząsteczkę glukozy plus sześć cząsteczek tlenu. Cały ten proces przechodzi przez dwa odrębne etapy, zanim zostanie zakończony. Pierwszy etap jest procesem zależnym od światła, a drugi etap jest procesem niezależnym od światła.

W procesie zależnym od światła elektrony chloroplastów (specjalnych organelli używanych do przeprowadzania fotosyntezy) są wzbudzane do wyższego stanu energetycznego, gdy są bombardowane światłem. Te wzbudzone elektrony wywołują szereg reakcji, w których powstaje adenozynotrifosforan (ATP) i fosforan dinukleotydu nikotynamidoadeninowego (NADPH). ATP i NADPH są następnie wykorzystywane do tworzenia wiązań węglowych w procesie niezależnym od światła. Cząsteczki wody obecne w procesie zależnym od światła ulegają rozszczepieniu. Ich cząsteczki tlenu są uwalniane do atmosfery.

Przypomnij sobie rozpad cząsteczek wody w procesie zależnym od światła, który uwalnia cząsteczki tlenu do atmosfery. Ponieważ woda to H₂0, nadal pozostaje atom wodoru. Ten atom wodoru jest wykorzystywany w procesie niezależnym od światła, gdy rośliny pobierają dwutlenek węgla z atmosfery. Dwutlenek węgla i wodór wiążą się ze sobą w procesie zwanym wiązaniem węgla, który tworzy niespecyficzny węglowodan.

Fotofosforylacja to proces, w którym energia świetlna wytwarza NADPH. Proces ten umożliwiają specjalne pigmenty znajdujące się w komórkach rośliny znane jako chlorofil. Dwa główne typy chlorofilu to chlorofil A i chlorofil B. Mówiąc prościej, elektrony cząsteczek wody obecnych w chlorofilu B zostają wzbudzone przez obecność światła. Chlorofil B bierze jeden z tych wzbudzonych elektronów, rozszczepiając H₂cząsteczka O na H⁺ i O^-2. O^-2 jest przekształcany w O₂ i uwolnione do atmosfery. Wzbudzony elektron jest przyłączony do pierwotnego receptora elektronowego i poprzez szereg złożonych reakcji tworzy NADPH. NADPH jest nośnikiem energii używanym do wiązania węgla.

Rośliny produkują glukozę w procesie znanym jako cykl Calvina. Dwutlenek węgla wychwycony w procesie niezależnym od światła jest przetwarzany w tym cyklu. Na każde sześć cząsteczek dwutlenku węgla wychwyconych i wprowadzonych do cyklu powstaje jedna cząsteczka glukozy. Substancją chemiczną, która wychwytuje dwutlenek węgla do wykorzystania w cyklu Calvina, jest dwufosforan rybulozy.