Mitkä ovat fotosynteesin tuotteet?

Fotosynteesi on nimi, joka annetaan kasvien suorittamille kemiallisille reaktioille auringon energian muuntamiseksi kemialliseksi energiaksi sokerin muodossa. Erityisesti kasvit käyttävät auringonvalon energiaa reagoimaan hiilidioksidi ja vesi tuottaa sokeria (glukoosi) ja happi. Monia reaktioita tapahtuu, mutta yleinen kemiallinen reaktio fotosynteesille on:

• 6 CO₂ + 6 H₂O + valo → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂
• Hiilidioksidi + vesi + valo tuottaa glukoosia + happea

Kasvissa hiilidioksidi saapuu lehtileikkien kautta diffuusio. Vesi imeytyy juurien läpi ja kulkeutuu lehtiin ksylemin kautta. Aurinkoenergia imeytyy lehtiin klorofyllin kautta. Reaktiot fotosynteesi esiintyy kasvien kloroplasteissa. Fotosynteettisissä bakteereissa prosessi tapahtuu siten, että klorofylli tai siihen liittyvä pigmentti upotetaan plasmamembraaniin. Fotosynteesissä tuotettu happi ja vesi poistuvat vatsan läpi.

Avainsanat

Itse asiassa kasvit varaavat hyvin vähän glukoosista välittömään käyttöön. Glukoosimolekyylit yhdistetään dehydraatiosynteesillä selluloosan muodostamiseksi, jota käytetään rakennemateriaalina. Dehydraatiosynteesiä käytetään myös muuntamaan glukoosi tärkkelykseksi, jota kasvit käyttävät energian varastointiin.

Kokonaiskemikaali yhtälö on yhteenveto kemiallisten reaktioiden sarjasta. Nämä reaktiot tapahtuvat kahdessa vaiheessa. Valoreaktiot vaativat valoa (kuten voisit kuvitella), kun taas tummia reaktioita säätelevät entsyymit. Ne eivät vaadi pimeyden syntymistä - ne eivät yksinkertaisesti ole riippuvaisia ​​valosta.

Valoreaktiot absorboivat valoa ja valjastavat energian voiman elektroninsiirtoihin. Useimmat fotosynteettiset organismit vangitsevat näkyvän valon, vaikka jotkut käyttävätkin infrapunavaloa. Näiden reaktioiden tuotteet ovat adenosiinitrifosfaatti (ATP) ja pelkistetty nikotiinamidi-adeniinidinukleotidifosfaatti (NADPH). Kasvisoluissa valosta riippuvat reaktiot tapahtuvat kloroplastisessa tylakoidikalvossa. Kokonaisreaktio valosta riippuvilla reaktioilla on:

• 2H₂O + 2 NADP⁺ + 3 ADP + 3 P_minä + valo → 2 NADPH + 2 H⁺ + 3 ATP + O₂

Pimeässä vaiheessa ATP ja NADPH vähentävät lopulta hiilidioksidia ja muita molekyylejä. Ilman hiilidioksidi "kiinnittyy" biologisesti käyttökelpoiseen muotoon, glukoosiin. Kasveissa, levässä ja syanobakteereissa tummia reaktioita kutsutaan Calvin-jaksoksi. Bakteerit voivat käyttää erilaisia ​​reaktioita, mukaan lukien päinvastainen Krebs-sykli. Kokonaisreaktio kasvin valosta riippumattomasta reaktiosta (Calvin-sykli) on:

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

Hiilen kiinnityksen aikana Calvin-syklin kolmen hiilen tuote muuttuu lopulliseksi hiilihydraattituotteeksi.

Kuten mikä tahansa kemiallinen reaktio, myös reagenssien saatavuus määrää valmistettavien tuotteiden määrän. Hiilidioksidin tai veden saatavuuden rajoittaminen hidastaa glukoosin ja hapen tuotantoa. Reaktioiden nopeuteen vaikuttavat myös lämpötila ja mineraalien saatavuus, joita voidaan tarvita välireaktioissa.

Kasvin (tai muun fotosynteettisen organismin) terveydellä on myös merkitys. Metabolisten reaktioiden nopeus määräytyy osittain organismin kypsyyden ja sen mukaan, onko se kukinta vai hedelmä.

Jos sinulta kysytään fotosynteesistä testissä, sinua voidaan pyytää tunnistamaan reaktion tuotteet. Se on melko helppoa, eikö niin? Toinen kysymysmuoto on kysyä mikä on ei fotosynteesin tuote. Valitettavasti tämä ei ole avoin kysymys, johon voit helposti vastata sanalla "rauta" tai "auto" tai "oma" äiti. "Yleensä tämä on monivalintakysymys, jossa luetellaan molekyylit, jotka ovat reagensseja tai tuotteita fotosynteesi. Vastaus on mikä tahansa valinta paitsi glukoosi tai happi. Kysymys voidaan myös muotoilla vastaamaan, mikä on ei valo- tai tummareaktioiden tuote. Joten, on hyvä idea tietää yleiset reagenssit ja tuotteet fotosynteesin yleiskaavaan, valoreaktioihin ja tummiin reaktioihin.

• Bidlack, J.E.; Stern, K.R.; Jansky, S. (2003). Johdantokasvibiologia. New York: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-290941-8.
• Blankenship, R.E. (2014). Fotosynteesin molekyylimekanismit (2. painos). John Wiley & Sons. ISBN 978-1-4051-8975-0.
• Reece J.B., et ai. (2013). Campbell-biologia. Benjamin Cummings. ISBN 978-0-321-77565-8.