Kakšni so proizvodi fotosinteze?

Fotosinteza je ime, ki ga skupina kemičnih reakcij izvaja za pretvorbo energije iz sonca v kemično energijo v obliki sladkorja. Natančneje, rastline za reagiranje uporabljajo energijo sončne svetlobe ogljikov dioksid in voda za proizvodnjo sladkorja (glukoza) in kisik. Pojavi se veliko reakcij, vendar je celotna kemijska reakcija za fotosintezo:

• 6 CO₂ + 6 H₂O + lučka → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂
• Ogljikov dioksid + voda + svetloba daje glukozo + kisik

V rastlini ogljikov dioksid vstopa preko listnih želodcev mimo difuzija. Voda se absorbira skozi korenine in se skozi ksilem prenaša v liste. Sončno energijo absorbira klorofil v listih. Reakcije fotosinteza se pojavljajo v kloroplastih rastlin. Pri fotosintetskih bakterijah postopek poteka tam, kjer je klorofil ali s tem povezan pigment vgrajen v plazemsko membrano. Kisik in voda, ki nastaneta pri fotosintezi, izstopata skozi stomate.

Ključni odvzemi

Pravzaprav rastline rezervirajo zelo malo glukoze za takojšnjo uporabo. Molekule glukoze se kombinirajo z dehidracijsko sintezo, da nastane celuloza, ki se uporablja kot strukturni material. Sinteza dehidracije se uporablja tudi za pretvorbo glukoze v škrob, ki ga rastline uporabljajo za shranjevanje energije.

Celotna kemikalija enačba je povzetek niza kemičnih reakcij. Te reakcije potekajo v dveh fazah. Svetlobne reakcije potrebujejo svetlobo (kot si lahko predstavljate), medtem ko temne reakcije nadzirajo encimi. Ne potrebujejo, da se pojavi tema - preprosto niso odvisni od svetlobe.

Svetlobne reakcije absorbirajo svetlobo in izkoriščajo energijo za prenos energije. Večina fotosintetskih organizmov zajame vidno svetlobo, čeprav obstajajo nekateri, ki uporabljajo infrardečo svetlobo. Produkti teh reakcij so adenozin trifosfat (ATP) in zmanjšan nikotinamid adenin dinukleotid fosfat (NADPH). V rastlinskih celicah se od svetlobe odvisne reakcije pojavijo v tilakoidni membrani kloroplasta. Celotna reakcija reakcij, odvisnih od svetlobe, je:

• 2 H₂O + 2 NADP⁺ + 3 ADP + 3 P_jaz + lučka → 2 NADPH + 2 H⁺ + 3 ATP + O₂

V temnem stadiju ATP in NADPH na koncu zmanjšata ogljikov dioksid in druge molekule. Ogljikov dioksid iz zraka se "fiksira" v biološko uporabno obliko, glukozo. V rastlinah, algah in cianobakterijah temne reakcije imenujemo Calvinov cikel. Bakterije lahko uporabljajo različne reakcije, vključno z obratno Krebsov cikel. Celotna reakcija rastline na neodvisno od svetlobe (Calvinov cikel) je:

• 3 CO₂ + 9 ATP + 6 NADPH + 6 H⁺ → C₃H₆O₃-fosfat + 9 ADP + 8 P_jaz + 6 NADP⁺ + 3 H₂O

Med fiksacijo ogljika se tri ogljikov produkt cikla Calvin pretvori v končni produkt ogljikovih hidratov.

Kot vsaka kemična reakcija, razpoložljivost reaktantov določa količino produktov, ki jih je mogoče narediti. Omejevanje razpoložljivosti ogljikovega dioksida ali vode upočasni proizvodnjo glukoze in kisika. Prav tako na hitrost reakcij vplivata temperatura in razpoložljivost mineralov, ki bodo morda potrebni v vmesnih reakcijah.

Pomembno ima tudi splošno zdravje rastline (ali drugega fotosintetskega organizma). Hitrost presnovnih reakcij je delno določena glede na zrelost organizma in na to, ali cveti ali obrodi sadje.

Če vas na testu vprašajo o fotosintezi, boste morda morali prepoznati produkte reakcije. To je precej enostavno, kajne? Druga oblika vprašanja je vprašati, kaj je ne produkt fotosinteze. Žal to ne bo odprto vprašanje, na katerega bi zlahka odgovorili z "železo" ali "avtomobilom" ali "svojim" mama. "Običajno je to vprašanje z več izbire, v katerem so navedene molekule, ki so reaktanti ali produkti fotosinteza. Odgovor je vsaka izbira, razen glukoze ali kisika. Vprašanje je lahko tudi frazno odgovorno, kaj je ne produkt svetlobnih ali temnih reakcij. Zato je dobro, da poznate celotne reaktante in izdelke za splošno enačbo fotosinteze, svetlobne in temne reakcije.

• Bidlack, J.E.; Stern, K.R.; Janški, S. (2003). Uvodna biologija rastlin. New York: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-290941-8.
• Blankenship, R.E. (2014). Molekularni mehanizmi fotosinteze (2. izd.). John Wiley & Sons. ISBN 978-1-4051-8975-0.
• Reece J.B., et al. (2013). Campbell Biology. Benjamin Cummings. ISBN 978-0-321-77565-8.