Людям та більшості інших тварин потрібні певні речі, щоб вижити. Оксиген - один з них, а вуглеводний глюкоза - інший. На їхнє щастя, рослини (а також певні бактерії та водорості) виробляють і те, і інше в результаті складного процесу, відомого як фотосинтез.
Формула
Формула, пов'язана з процесом фотосинтезу, така
6Н2O + 6CO2 = С6H12О6 + 6O2.
Ця формула говорить вам, що шість молекул води плюс шість молекул вуглекислого газу дадуть одну молекулу глюкози плюс шість молекул кисню. Весь цей процес проходить два окремі етапи, перш ніж він буде завершений. Перший етап - процес, що залежить від світла, а другий етап - процес, що не залежить від світла.
Світлозалежне
У світлозалежному процесі електрони хлоропластів (спеціальні органели, що використовуються для проведення фотосинтезу) збуджуються у вищий енергетичний стан, коли їх бомбардують світлом. Ці збуджені електрони викликають низку реакцій, що продукують аденозинтрифосфат (АТФ) та нікотинамід-аденин-динуклеотид-фосфат (НАДФН). Потім АТФ і НАДФН використовують для утворення вуглецевих зв’язків у процесі, що не залежить від світла. Молекули води, присутні в процесі, що залежить від світла, розщеплюються. Їх молекули кисню викидаються в атмосферу.
Світло незалежне
Згадаймо розщеплення молекул води в світлозалежному процесі, який вивільняв молекули кисню в атмосферу. Оскільки вода - Н20, досі залишається атом водню. Цей атом водню використовується в незалежному від світла процесі, коли рослини беруть вуглекислий газ з атмосфери. Діоксид вуглецю та водень зв’язуються між собою в процесі, який називається вуглецевою фіксацією, який утворює неспецифічний вуглевод.
Фотофосфорилювання
Фотофосфорилювання - це процес, при якому світлова енергія виробляє НАДФН. Спеціальні пігменти, знайдені в клітинах рослини, відомі як хлорофіл, роблять цей процес можливим. Двома основними типами хлорофілу є хлорофіл А і хлорофіл Б. Говорячи простими словами, електрони молекул води, присутні в хлорофілі В, збуджуються в присутності світла. Хлорофіл В приймає один із цих збуджених електронів, що розщеплює Н2O молекула в H+ і O-2. О-2 перетворюється в O2 і випустили в атмосферу. Збуджений електрон приєднується до первинного електронного рецептора і через ряд складних реакцій утворює НАДФН. NADPH - це енергоносій, що використовується при фіксації вуглецю.
Цикл Кальвіна
Рослини виробляють глюкозу в процесі, відомому як цикл Кальвіна. У цьому циклі переробляється вуглекислий газ, захоплений у процесі, незалежному від світла. На кожні шість молекул вуглекислого газу, захоплених і введених в цикл, виробляється одна молекула глюкози. Хімічною речовиною, яка захоплює вуглекислий газ для використання в циклі Кальвіна, є біфусфат рибулози.