Koji su proizvodi fotosinteze?

Fotosinteza je naziv koji se daje skupu kemijskih reakcija koje biljke izvršavaju radi pretvaranja energije iz sunca u kemijsku energiju u obliku šećera. Konkretno, biljke koriste energiju od sunčeve svjetlosti da reagiraju ugljični dioksid i voda proizvoditi šećer (glukoza) i kisik. Dolaze mnoge reakcije, ali sveukupna kemijska reakcija za fotosintezu je:

• 6 CO₂ + 6 H₂O + svjetlo → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂
• Ugljikov dioksid + voda + svjetlost daje glukozu + kisik

U biljci ugljični dioksid ulazi preko listova stabljike za difuzija. Voda se apsorbira kroz korijenje i transportira se u lišće kroz ksilem. Sunčevu energiju apsorbira klorofil u lišću. Reakcije fotosinteza javljaju se u kloroplastima biljaka. U fotosintetskim bakterijama proces se odvija tamo gdje je klorofil ili povezani pigment ugrađen u plazma membranu. Kisik i voda nastali fotosintezom izlaze kroz stomate.

Ključni odvodi

Zapravo, biljke rezerviraju vrlo malo glukoze za neposrednu upotrebu. Molekule glukoze kombiniraju se dehidracijskom sintezom da bi se stvorila celuloza koja se koristi kao strukturalni materijal. Sinteza dehidracije koristi se i za pretvaranje glukoze u škrob, koje biljke koriste za skladištenje energije.

Cjelokupna kemijska jednadžba je sažetak niza kemijskih reakcija. Te se reakcije odvijaju u dvije faze. Reakcije svjetla zahtijevaju svjetlost (kao što možda zamislite), dok tamne reakcije kontroliraju enzimi. Ne zahtijevaju pojavu mraka - jednostavno ne ovise o svjetlosti.

Svjetlosne reakcije apsorbiraju svjetlost i koriste energiju za prijenos elektrona. Većina fotosintetskih organizama bilježi vidljivu svjetlost, iako postoje neki koji koriste infracrveno svjetlo. Produkti ovih reakcija su adenozin trifosfat (ATP) i smanjenim nikotinamid adenin dinukleotid fosfatom (NADPH). U biljnim stanicama reakcije ovisne o svjetlu događaju se u tilakoidnoj membrani kloroplasta. Ukupna reakcija reakcija ovisnih o svjetlu je:

• 2 H₂O + 2 NADP⁺ + 3 ADP + 3 P_ja + svjetlost → 2 NADPH + 2 H⁺ + 3 ATP + O₂

U tamnom stadiju ATP i NADPH u konačnici smanjuju ugljični dioksid i ostale molekule. Ugljični dioksid iz zraka "fiksira" se u biološki iskoristljiv oblik, glukozu. U biljkama, algama i cijanobakterijama tamne reakcije nazivaju se Calvin ciklusom. Bakterije mogu koristiti različite reakcije, uključujući i obrnutu Krebsov ciklus. Ukupna reakcija biljke neovisna o svjetlu (Calvin ciklus) je:

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

Tijekom fiksacije ugljika, tri ugljika iz ciklusa Calvin pretvara se u konačni proizvod ugljikohidrata.

Kao i svaka kemijska reakcija, raspoloživost reaktanata određuje količinu proizvoda koji se mogu proizvesti. Ograničavanje dostupnosti ugljičnog dioksida ili vode usporava proizvodnju glukoze i kisika. Također, na brzinu reakcija utječe temperatura i dostupnost minerala koji mogu biti potrebni u međusobnim reakcijama.

Sveukupno zdravlje biljke (ili drugog fotosintetskog organizma) također igra ulogu. Brzina metaboličkih reakcija dijelom se određuje zrelošću organizma i je li cvjeta ili donosi plod.

Ako vas na testu pitaju o fotosintezi, od vas će se možda tražiti da identificirate produkte reakcije. To je prilično jednostavno, zar ne? Drugi oblik pitanja je pitati što je ne proizvod fotosinteze. Nažalost, ovo neće biti otvoreno pitanje na koje lako možete odgovoriti sa "željezo" ili "automobil" ili "svoje" mama. "Obično je ovo pitanje s višestrukim izborom, u kojem se navode molekule koje su reaktanti ili proizvodi fotosinteza. Odgovor je svaki izbor osim glukoze ili kisika. Pitanje može biti frazirano i odgovoriti na to što je ne produkt svjetlosnih ili tamnih reakcija. Dakle, dobra je ideja znati sveukupne reaktante i proizvode za opću jednadžbu fotosinteze, reakcije svjetla i tamne reakcije.

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