สารตั้งต้นและผลิตภัณฑ์ในสมการการสังเคราะห์ด้วยแสงคืออะไร?

การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นกระบวนการที่พืชและแบคทีเรียบางชนิดใช้พลังงานแสงอาทิตย์เพื่อผลิตน้ำตาล กระบวนการนี้แปลงพลังงานแสงเป็นพลังงานเคมีซึ่งเก็บไว้ในน้ำตาล กระบวนการนี้มีความสำคัญด้วยเหตุผลสองประการ ประการแรก การสังเคราะห์ด้วยแสงให้พลังงานที่สิ่งมีชีวิตอื่นๆ ใช้เพื่อความอยู่รอด ประการที่สอง การสังเคราะห์ด้วยแสงจะขจัดคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากชั้นบรรยากาศ แทนที่ด้วยออกซิเจนที่ช่วยชีวิต กระบวนการนี้เกี่ยวข้องกับสารตั้งต้นพื้นฐานสามชนิดและผลิตผลิตภัณฑ์หลักสามรายการ

ทีแอล; DR (ยาวเกินไป; ไม่ได้อ่าน)

สารตั้งต้นสำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสง ได้แก่ พลังงานแสง น้ำ คาร์บอนไดออกไซด์ และคลอโรฟิลล์ ในขณะที่ผลิตภัณฑ์ได้แก่ กลูโคส (น้ำตาล) ออกซิเจน และน้ำ

กระบวนการสังเคราะห์แสงต้องใช้สารตั้งต้นอย่างง่ายหลายชนิด น้ำเป็นสารตั้งต้นแรกที่ต้องการ พืชได้น้ำผ่านระบบรากของมัน สารตั้งต้นที่ต้องการตัวต่อไปคือคาร์บอนไดออกไซด์ พืชดูดซับก๊าซนี้ผ่านทางใบของมัน สารตั้งต้นที่ต้องการสุดท้ายคือพลังงานแสง พืชดูดซับพลังงานนี้ผ่านเม็ดสีเขียวที่เรียกว่าคลอโรฟิลล์ คลอโรฟิลล์นี้อยู่ในคลอโรพลาสต์ของพืช

กระบวนการสังเคราะห์แสงทำให้เกิดผลิตภัณฑ์หลายอย่าง ผลิตภัณฑ์แรกและเหตุผลหลักของกระบวนการคือน้ำตาลธรรมดา น้ำตาลนี้เรียกว่ากลูโคสเป็นผลสุดท้ายของการแปลงพลังงานแสงอาทิตย์เป็นพลังงานเคมี มันแสดงถึงพลังงานที่สะสมไว้ซึ่งพืชสามารถใช้หรือสิ่งมีชีวิตอื่นบริโภคได้ ออกซิเจนยังเป็นผลิตภัณฑ์ของการสังเคราะห์ด้วยแสง ออกซิเจนนี้ถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศผ่านทางใบของพืช น้ำยังเป็นผลิตภัณฑ์ของการสังเคราะห์ด้วยแสง น้ำนี้ผลิตจากอะตอมของออกซิเจนในโมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์ โมเลกุลของออกซิเจนที่ปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศมาจากโมเลกุลของน้ำเดิมเท่านั้น ไม่ใช่จากโมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์

การสังเคราะห์ด้วยแสงเป็นกระบวนการสองขั้นตอน ขั้นตอนแรกเรียกว่ากระบวนการที่ขึ้นกับแสงหรือปฏิกิริยาของแสงเนื่องจากต้องใช้แสงแดด ในระหว่างขั้นตอนนี้ พลังงานแสงจะถูกแปลงเป็นอะดีโนซีน ไตรฟอสเฟต (ATP) และ NADPH ATP แสดงถึงพลังงานเคมีที่เก็บไว้ ผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยาแสงเหล่านี้จะถูกใช้โดยพืชในระหว่างขั้นตอนที่สองของกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

ขั้นตอนที่สองของกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงคือกระบวนการที่ไม่ขึ้นกับแสงหรือปฏิกิริยาที่มืด ในระหว่างขั้นตอนนี้ ATP และ NADPH ถูกใช้เพื่อทำลายพันธะเคมีและสร้างพันธะใหม่ พันธะของโมเลกุลคาร์บอนไดออกไซด์ถูกทำลาย สิ่งนี้ทำให้อะตอมของคาร์บอนถูกผูกมัดกับโมเลกุลของน้ำบางส่วนเพื่อสร้างกลูโคส อะตอมของออกซิเจนจากคาร์บอนไดออกไซด์ถูกผูกมัดกับอะตอมไฮโดรเจนอิสระ พันธะนี้ทำให้เกิดน้ำ อะตอมออกซิเจนอิสระจากโมเลกุลของน้ำเดิมจะถูกปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศ

เมื่อพิจารณาโดยรวมแล้ว กระบวนการสังเคราะห์แสงจะใช้โมเลกุลของน้ำ 12 โมเลกุล คาร์บอนไดออกไซด์ 6 ตัว โมเลกุลและพลังงานแสงเพื่อผลิตโมเลกุลกลูโคสหนึ่งโมเลกุล โมเลกุลของน้ำหกโมเลกุล และออกซิเจนหกตัว โมเลกุล สามารถแสดงด้วยสมการทางเคมีต่อไปนี้:

สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่าออกซิเจนที่เกิดขึ้นนั้นผลิตจากโมเลกุลของน้ำดั้งเดิม ไม่ใช่คาร์บอนไดออกไซด์ ความแตกต่างนี้มีความสำคัญเมื่อพิจารณาถึงการสังเคราะห์ด้วยแสงจากออกซิเจน