Vilka är produkterna av fotosyntesen?

Fotosyntes är den biologiska processen som inkluderar en uppsättning kemiska reaktioner i växter genom vilka de fångar solenergi och omvandlar den till kemisk energi, till sockerarter som sedan matar andra biologiska processer som är nödvändiga för livet. Solenergi fångas i en reaktion som i huvudsak kombinerar koldioxid (CO ₂ ) och vatten (H ₂ O) för att producera glukos (C ₆ H ₁₂ O ₆ ) och syre (O ₂ ). Schematiskt kan reaktionen sammanfattas som: koldioxid + vatten + solljus, producerar glukos + syre. Den grundläggande ekvationen för fotosyntes är följande.

6 CO ₂ + 6 H ₂ O + solenergi → C ₆ H ₁₂ O ₆ + 6 O ₂

I en växt kommer koldioxid in från luften genom diffusion genom lövens stomata. Vatten inkorporeras från jorden genom rötterna och transporteras till löven genom xylem, som stiger med kapilläritet. Solenergi absorberas av klorofyllet i bladen. Fotosyntesreaktioner sker i växternas kloroplaster. Hos fotosyntetiska bakterier sker fotosyntesprocessen där klorofyll eller ett relaterat pigment finns i plasmamembranet. Syret som produceras av fotosyntesen släpps ut i luften genom stomata.

Växter använder faktiskt väldigt lite glukos. Glukosmolekyler kombineras genom dehydreringssyntes för att bilda cellulosa, som används av växten som ett strukturellt material. Dehydreringssyntes används också för att omvandla glukos till viss stärkelse, föreningar som växter använder för att lagra energi.

mellanprodukter av fotosyntes

Den grundläggande formuleringen av fotosyntesens kemiska ekvation sammanfattar en rad kemiska processer och reaktioner. Dessa reaktioner sker i två typer av processer; reaktioner som kräver solljus och reaktioner som kan uppstå i mörker, är inte beroende av tillförseln av ljusenergi och styrs av enzymer.

Reaktioner som absorberar solljus använder denna energi för att driva överföringen av elektroner i kemiska reaktioner; de är endoergiska reaktioner och energikällan är solljus. De flesta fotosyntetiska organismer fångar upp synligt ljus, även om det finns några som använder infrarött ljus. Produkterna från dessa reaktioner är adenosintrifosfat (ATP; C ₁₀ H ₁₆ N ₅ O ₁₃ P ₃ ) och nikotinamid adenindinukleotidfosfat (NADP; C ₂₁ H ₂₉ N ₇ O ₁₇ P ₃). I växtceller sker solljusberoende reaktioner i kloroplastens tylakoidmembran. Den allmänna formuleringen av ljusberoende fotosyntetiska reaktioner är

2 H ₂ O + 2 NADP ⁺   + 3 ADP + 3 P + ljus → 2 NADPH + 2 H ⁺  + 3 ATP + O ₂

där ADP är adenosindifosfat; C10H15N5O10P2 _{. _} _ _{_} _ _{_} _ _{_} _ _ Dessa reaktioner fångar i princip solenergi för omvandling av ADP till ATP.

I kemiska reaktioner utan medverkan av solljus minskar ATP och NADPH koldioxid som omvandlas till glukos. Hos växter, alger och cyanobakterier kallas dessa reaktioner för Calvin-cykeln. Bakterier kan använda olika reaktioner, inklusive den omvända Krebs-cykeln. Den allmänna formuleringen av icke-ljusberoende fotosyntetiska reaktioner i växter (Calvin-cykeln) är

3 CO ₂   + 9 ATP + 6 NADPH + 6 H ⁺   → C ₃ H ₆ O ₃ + 9 ADP + 9 P + 6 NADP ⁺  + 3 H ₂ O

På så sätt omvandlas kolet i koldioxid till kolhydrater genom Calvin-cykeln.

Faktorer som påverkar fotosyntesen

Som i alla kemiska reaktioner bestämmer tillgängligheten av reaktanter antalet produkter som kan bildas. Att begränsa tillgången på koldioxid eller vatten saktar ner produktionen av glukos och syre. Dessutom påverkas reaktionshastigheten av temperaturen och tillgången på mineraler som kan vara nödvändiga i mellanreaktionerna, såsom källor till fosfor (P) och kväve (N).

Den allmänna hälsan hos växten, eller för någon annan fotosyntetisk organism, spelar också en grundläggande roll i fotosyntesprocesserna. Hastigheten för metaboliska reaktioner bestäms delvis av organismens mognad och påverkar även om den blommar eller bär frukt.

Källor

• Bidlack, JE; Stern, KR; Jansky, S. (2003). Introduktion till växtbiologi  . New York: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-290941-8.
• Blankenship, R.E. (2014). Molecular Mechanisms of Photosynthesis  (2:a upplagan). John Wiley & Sons. ISBN 978-1-4051-8975-0.
• Reece JB et al. (2013). Campbell Biologi  . Benjamin Cummings. ISBN 978-0-321-77565-8.