ผลิตภัณฑ์สุดท้ายของการสังเคราะห์ด้วยแสงคืออะไร?

มนุษย์และสัตว์อื่นๆ ส่วนใหญ่ต้องการบางสิ่งเพื่อความอยู่รอด ออกซิเจนเป็นหนึ่งในนั้น และน้ำตาลกลูโคสเป็นคาร์โบไฮเดรตอีกชนิดหนึ่ง โชคดีสำหรับพวกเขา พืช (และแบคทีเรียและสาหร่ายบางชนิด) ผลิตทั้งสองสิ่งนี้อันเป็นผลมาจากกระบวนการที่ซับซ้อนที่เรียกว่าการสังเคราะห์ด้วยแสง

สูตรที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการสังเคราะห์แสงคือ

6H₂O + 6CO₂ = C₆โฮ₁₂อู๋₆ + 6O₂.

สูตรนี้บอกคุณว่าน้ำ 6 โมเลกุล บวกกับคาร์บอนไดออกไซด์ 6 โมเลกุล จะผลิตกลูโคส 1 โมเลกุล บวกกับออกซิเจน 6 โมเลกุล กระบวนการทั้งหมดนี้ต้องผ่านสองขั้นตอนที่แตกต่างกันก่อนที่จะเสร็จสมบูรณ์ ขั้นตอนแรกเป็นกระบวนการที่ขึ้นกับแสง และขั้นตอนที่สองคือกระบวนการที่ไม่ขึ้นกับแสง

ในกระบวนการที่ขึ้นกับแสง อิเล็กตรอนของคลอโรพลาสต์ (ออร์แกเนลล์พิเศษที่ใช้ในการสังเคราะห์แสง) จะถูกกระตุ้นเข้าสู่สถานะพลังงานที่สูงขึ้นเมื่อถูกทิ้งระเบิดด้วยแสง อิเล็กตรอนที่ตื่นเต้นเหล่านี้ทำให้เกิดปฏิกิริยาต่อเนื่องซึ่งผลิตอะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต (ATP) และนิโคตินาไมด์ อะดีนีน ไดนิวคลีโอไทด์ ฟอสเฟต (NADPH) จากนั้นใช้ ATP และ NADPH เพื่อสร้างพันธะคาร์บอนในกระบวนการที่ไม่ขึ้นกับแสง โมเลกุลของน้ำที่อยู่ในกระบวนการที่ขึ้นกับแสงจะถูกแยกออก โมเลกุลออกซิเจนของพวกมันถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ

ระลึกถึงการแยกตัวของโมเลกุลของน้ำในกระบวนการที่ขึ้นกับแสงซึ่งปล่อยโมเลกุลออกซิเจนสู่ชั้นบรรยากาศ เนื่องจากน้ำเป็น H₂0 ยังมีอะตอมไฮโดรเจนเหลืออยู่ อะตอมไฮโดรเจนนี้ถูกใช้ในกระบวนการที่ไม่ขึ้นกับแสงเมื่อพืชดึงคาร์บอนไดออกไซด์จากชั้นบรรยากาศ คาร์บอนไดออกไซด์และไฮโดรเจนรวมกันผ่านกระบวนการที่เรียกว่าการตรึงคาร์บอน ซึ่งก่อให้เกิดคาร์โบไฮเดรตที่ไม่จำเพาะเจาะจง

โฟโตฟอสโฟรีเลชั่นเป็นกระบวนการที่พลังงานแสงสร้าง NADPH เม็ดสีพิเศษที่พบในเซลล์ของพืชที่เรียกว่าคลอโรฟิลล์ทำให้กระบวนการนี้เป็นไปได้ คลอโรฟิลล์หลักสองประเภทคือคลอโรฟิลล์เอและคลอโรฟิลล์บี พูดง่ายๆ ก็คือ อิเลคตรอนของโมเลกุลของน้ำที่มีอยู่ในคลอโรฟิลล์ บี จะตื่นเต้นเมื่อมีแสง คลอโรฟิลล์ บี ใช้อิเลคตรอนที่ตื่นเต้นตัวใดตัวหนึ่งแยก H₂O โมเลกุลเป็น H⁺ และ O^-2. อู๋^-2 ถูกแปลงเป็น O₂ และปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ อิเล็กตรอนที่ถูกกระตุ้นจะถูกยึดติดกับตัวรับอิเล็กตรอนปฐมภูมิ และผ่านชุดของปฏิกิริยาที่ซับซ้อนทำให้เกิด NADPH NADPH เป็นตัวพาพลังงานที่ใช้ในการตรึงคาร์บอน

พืชผลิตกลูโคสในกระบวนการที่เรียกว่าวัฏจักรคาลวิน ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่จับได้ในกระบวนการที่ไม่ขึ้นกับแสงจะได้รับการประมวลผลในรอบนี้ สำหรับทุกๆ หกโมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์ที่จับและใส่เข้าไปในวัฏจักร จะเกิดกลูโคสหนึ่งโมเลกุลขึ้น สารเคมีที่จับคาร์บอนไดออกไซด์เพื่อใช้ในวัฏจักรคาลวินคือไรบูโลสไบฟอสเฟต