Ljudje in večina drugih živali za preživetje potrebujejo določene stvari. Kisik je eden izmed njih, ogljikovi hidrati pa glukoza. Na njihovo srečo rastline (in nekatere bakterije in alge) proizvedejo obe zaradi zapletenega procesa, znanega kot fotosinteza.
Formula
Formula, povezana s postopkom fotosinteze, je
6H2O + 6CO2 = C6H12O6 + 6O2.
Ta formula vam pove, da bo šest molekul vode plus šest molekul ogljikovega dioksida proizvedlo eno molekulo glukoze in šest molekul kisika. Celoten postopek ima dve različni fazi, preden je zaključen. Prva stopnja je od svetlobe odvisen postopek, druga stopnja pa je od svetlobe neodvisen postopek.
Odvisno od svetlobe
V postopku, odvisnem od svetlobe, se elektroni kloroplastov (posebni organeli, ki se uporabljajo za fotosintezo) ob bombardiranju s svetlobo vzbudijo v višje energijsko stanje. Ti vzbujeni elektroni povzročajo vrsto reakcij, ki proizvajajo adenozin trifosfat (ATP) in nikotinamid adenin dinukleotid fosfat (NADPH). ATP in NADPH se nato uporabljata za tvorbo ogljikovih vezi v postopku, neodvisnem od svetlobe. Molekule vode, ki so prisotne v procesu, odvisnem od svetlobe, se razcepijo. Njihove molekule kisika se sprostijo v ozračje.
Neodvisno od svetlobe
Spomnimo se delitve molekul vode v procesu, odvisnem od svetlobe, ki je sproščal molekule kisika v ozračje. Ker je voda H20, še vedno ostane atom vodika. Ta atom vodika se uporablja v postopku, neodvisnem od svetlobe, ko rastline jemljejo ogljikov dioksid iz ozračja. Ogljikov dioksid in vodik se povežeta skupaj s postopkom, imenovanim fiksacija ogljika, ki tvori nespecifični ogljikov hidrat.
Fotofosforilacija
Fotofosforilacija je postopek, pri katerem svetlobna energija proizvaja NADPH. Ta postopek omogočajo posebni pigmenti, ki jih najdemo v rastlinskih celicah, znanih kot klorofil. Dve glavni vrsti klorofila sta klorofil A in klorofil B. Preprosto povedano, elektroni vodnih molekul, prisotni v klorofilu B, postanejo navdušeni zaradi prisotnosti svetlobe. Klorofil B vzame enega od teh vzbujenih elektronov, ki deli H2O molekulo v H+ in O.-2. O-2 se pretvori v O2 in se spusti v ozračje. Vzbujeni elektron je vezan na primarni elektronski receptor in skozi vrsto zapletenih reakcij tvori NADPH. NADPH je nosilec energije, ki se uporablja pri fiksaciji ogljika.
Calvinov cikel
Rastline proizvajajo glukozo v postopku, znanem kot Calvinov cikel. V tem ciklu se predela ogljikov dioksid, ujet v postopku, neodvisnem od svetlobe. Na vsakih šest molekul ogljikovega dioksida, zajetih in vnesenih v cikel, nastane ena molekula glukoze. Kemikalija, ki zajema ogljikov dioksid za uporabo v Calvinovem ciklu, je ribuloza bifosfat.