Ľudia a väčšina ostatných zvierat potrebujú určité veci, aby prežili. Jedným z nich je kyslík a ďalším sacharidová glukóza. Našťastie pre nich rastliny (a určité baktérie a riasy) produkujú obe tieto látky ako výsledok zložitého procesu známeho ako fotosyntéza.
Vzorec
Vzorec spojený s procesom fotosyntézy je
6H2O + 6CO2 = C.6H12O6 + 6O2.
Tento vzorec vám hovorí, že šesť molekúl vody plus šesť molekúl oxidu uhličitého vyprodukuje jednu molekulu glukózy plus šesť molekúl kyslíka. Celý tento proces prechádza dvoma samostatnými fázami, kým je dokončený. Prvý stupeň je proces závislý od svetla a druhý stupeň je proces nezávislý od svetla.
Závislé od svetla
V procese závislom od svetla sú elektróny chloroplastov (špeciálne organely používané na vykonávanie fotosyntézy) excitované do stavu s vyššou energiou, keď sú bombardované svetlom. Tieto excitované elektróny spôsobujú rad reakcií, pri ktorých sa produkuje adenozíntrifosfát (ATP) a nikotínamidadeníndinukleotidfosfát (NADPH). ATP a NADPH sa potom používajú na vytváranie uhlíkových väzieb v procese nezávislom od svetla. Molekuly vody prítomné v procese závislom od svetla sú rozdelené. Ich molekuly kyslíka sa uvoľňujú do atmosféry.
Ľahký nezávislý
Pripomeňme si rozdelenie molekúl vody v procese závislom od svetla, ktorý uvoľnil molekuly kyslíka do atmosféry. Pretože voda je H20, stále zostáva atóm vodíka. Tento atóm vodíka sa používa v procese nezávislom od svetla, keď rastliny odoberajú oxid uhličitý z atmosféry. Oxid uhličitý a vodík sa navzájom spájajú procesom nazývaným fixácia uhlíka, ktorý vytvára nešpecifický uhľohydrát.
Fotofosforylácia
Fotofosforylácia je proces, pri ktorom svetelná energia produkuje NADPH. Tento proces umožňujú špeciálne pigmenty nachádzajúce sa v bunkách rastliny, známe ako chlorofyl. Dva hlavné typy chlorofylu sú chlorofyl A a chlorofyl B. Zjednodušene povedané, elektróny molekúl vody prítomné v chlorofyle B sa excitujú prítomnosťou svetla. Chlorofyl B prijíma jeden z týchto excitovaných elektrónov štiepiacich H2O molekula do H+ a O.-2. O-2 sa prevádza na O2 a vypustené do atmosféry. Vybudený elektrón je pripojený k primárnemu elektrónovému receptoru a sériou zložitých reakcií vytvára NADPH. NADPH je nosič energie používaný pri fixácii uhlíka.
Calvinov cyklus
Rastliny produkujú glukózu procesom známym ako Calvinov cyklus. Oxid uhličitý zachytený v procese nezávislom od svetla sa spracováva v tomto cykle. Z každých šiestich molekúl oxidu uhličitého zachytených a vložených do cyklu sa vytvorí jedna molekula glukózy. Chemickou látkou, ktorá zachytáva oxid uhličitý na použitie v Calvinovom cykle, je ribulóza bifosfát.