อะไรให้อิเล็กตรอนสำหรับปฏิกิริยาแสง?

ปฏิกิริยาแสงเกิดขึ้นเมื่อพืชสังเคราะห์อาหารจากคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ ส่วนของการผลิตพลังงานที่ต้องใช้แสงและน้ำเพื่อสร้างอิเลคตรอนที่จำเป็นต่อไป สังเคราะห์. น้ำให้อิเล็กตรอนโดยแยกออกเป็นไฮโดรเจนและอะตอมออกซิเจน อะตอมของออกซิเจนรวมกันเป็นโมเลกุลออกซิเจนที่มีพันธะโควาเลนต์ของอะตอมออกซิเจนสองอะตอมในขณะที่อะตอมของไฮโดรเจนกลายเป็นไอออนของไฮโดรเจนโดยมีอิเล็กตรอนสำรองแต่ละตัว

ในการสังเคราะห์แสง พืชจะปล่อยออกซิเจนในรูปก๊าซ สู่ชั้นบรรยากาศในขณะที่อิเล็กตรอนและไฮโดรเจนไอออนหรือโปรตอนทำปฏิกิริยาต่อไป ปฏิกิริยาเหล่านี้ไม่ต้องการแสงเพื่อดำเนินต่อไปอีกต่อไป และเป็นที่รู้จักในทางชีววิทยาว่าเป็นปฏิกิริยาที่มืด อิเล็กตรอนและโปรตอนผ่านห่วงโซ่การขนส่งที่ซับซ้อนซึ่งทำให้พืชสามารถรวมไฮโดรเจนกับคาร์บอนจากชั้นบรรยากาศเพื่อผลิตคาร์โบไฮเดรต

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

ปฏิกิริยาแสง -- พลังงานแสงเมื่อมีคลอโรฟิลล์ -- แยกน้ำ การแยกน้ำออกเป็นก๊าซออกซิเจน ไฮโดรเจนไอออน และอิเล็กตรอนจะผลิตพลังงานสำหรับการขนส่งอิเล็กตรอนและโปรตอนตามมา และให้พลังงานในการผลิตน้ำตาลที่พืชต้องการ ปฏิกิริยาที่ตามมาเหล่านี้ก่อให้เกิดวัฏจักรคาลวิน

พืชสีเขียวที่ใช้การสังเคราะห์ด้วยแสงเพื่อผลิตพลังงานเพื่อการเจริญเติบโตประกอบด้วยคลอโรฟิลล์ โมเลกุลของคลอโรฟิลล์เป็นองค์ประกอบสำคัญของการสังเคราะห์ด้วยแสง โดยสามารถดูดซับพลังงานจากแสงเมื่อเริ่มปฏิกิริยาของแสง โมเลกุลดูดซับแสงทุกสี ยกเว้นสีเขียว ซึ่งจะสะท้อนแสง ซึ่งเป็นสาเหตุที่พืชดูเป็นสีเขียว

ในปฏิกิริยาแสง โมเลกุลของคลอโรฟิลล์จะดูดซับโฟตอนของแสงหนึ่งโฟตอน ทำให้อิเล็กตรอนของคลอโรฟิลล์ถ่ายโอนไปยังระดับพลังงานที่สูงขึ้น อิเล็กตรอนที่ได้รับพลังงานจากโมเลกุลคลอโรฟิลล์จะไหลลงสู่สายโซ่ขนส่งไปยังสารประกอบที่เรียกว่านิโคตินาไมด์อะดีนีนไดนิวคลีโอไทด์ฟอสเฟตหรือ NADP คลอโรฟิลล์จะแทนที่อิเล็กตรอนที่สูญเสียไปจากโมเลกุลของน้ำ อะตอมของออกซิเจนก่อให้เกิดก๊าซออกซิเจนในขณะที่อะตอมของไฮโดรเจนก่อให้เกิดโปรตอนและอิเล็กตรอน อิเล็กตรอนจะเติมเต็มโมเลกุลของคลอโรฟิลล์และปล่อยให้กระบวนการสังเคราะห์แสงดำเนินต่อไป

วัฏจักรคาลวินใช้พลังงานที่เกิดจากปฏิกิริยาแสงเพื่อสร้างคาร์โบไฮเดรตที่พืชต้องการ ปฏิกิริยาแสงทำให้เกิด NADPH ซึ่งเป็น NADP ที่มีอิเล็กตรอนและไฮโดรเจนไอออน และอะดีโนซีน ไตรฟอสเฟตหรือเอทีพี ในระหว่างวงจร Calvin โรงงานใช้ NADPH และ ATP เพื่อแก้ไขคาร์บอนไดออกไซด์ กระบวนการนี้ใช้คาร์บอนจากคาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศเพื่อผลิตคาร์โบไฮเดรตในรูปแบบ CH₂โอ. ผลิตภัณฑ์ของวัฏจักรคาลวินคือกลูโคส C,₆โฮ₁₂อู๋₆.

การสิ้นสุดของห่วงโซ่การขนส่งอิเล็กตรอนที่ให้พลังงานแก่พืชเพื่อสร้างคาร์โบไฮเดรตนั้นต้องการตัวรับอิเล็กตรอนเพื่อสร้าง ATP ที่หมดลงใหม่ ในเวลาเดียวกันในขณะที่พวกมันมีส่วนร่วมในการสังเคราะห์ด้วยแสง พืชดูดซับออกซิเจนบางส่วนในกระบวนการที่เรียกว่าการหายใจ ในการหายใจ ออกซิเจนจะกลายเป็นตัวรับอิเล็กตรอนตัวสุดท้าย

ตัวอย่างเช่น ในเซลล์ยีสต์ สามารถผลิต ATP ได้แม้ไม่มีออกซิเจน หากไม่มีออกซิเจน การหายใจก็ไม่สามารถเกิดขึ้นได้ และเซลล์เหล่านี้มีส่วนร่วมในกระบวนการอื่นที่เรียกว่าการหมัก ในการหมัก ตัวรับอิเล็กตรอนสุดท้ายคือสารประกอบที่ผลิตไอออน เช่น ซัลเฟตหรือไอออนไนเตรต ตรงกันข้ามกับพืชสีเขียว เซลล์ดังกล่าวไม่ต้องการแสงและไม่มีปฏิกิริยาของแสงเกิดขึ้น