Kādi ir fotosintēzes produkti?

Fotosintēze ir nosaukums, kas piešķirts ķīmisko reakciju kopumam, ko veic augi, lai saules enerģiju pārvērstu ķīmiskajā enerģijā cukura veidā. Konkrēti, augi reaģēšanai izmanto saules gaismas enerģiju oglekļa dioksīds un ūdens ražot cukuru (glikoze) un skābeklis. Notiek daudz reakciju, bet kopējā fotosintēzes ķīmiskā reakcija ir šāda:

• 6 CO₂ + 6 H₂O + gaisma → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂
• Oglekļa dioksīds + ūdens + gaisma rada glikozi + skābekli

Augā oglekļa dioksīds caur lapu stomātiem nonāk caur difūzija. Ūdens tiek absorbēts caur saknēm un caur ksilēmu tiek nogādāts lapās. Saules enerģiju lapās absorbē hlorofils. Reakcija fotosintēze rodas augu hloroplastos. Fotosintētiskajās baktērijās process notiek, ja hlorofils vai ar to saistīts pigments ir iestrādāts plazmas membrānā. Fotosintēzē iegūtais skābeklis un ūdens izplūst caur stomu.

Taustiņu izņemšana

Faktiski augi ļoti maz glikozes rezervē tūlītējai lietošanai. Glikozes molekulas tiek apvienotas ar dehidratācijas sintēzi, veidojot celulozi, ko izmanto kā struktūras materiālu. Dehidrācijas sintēzi izmanto arī, lai glikozi pārvērstu ciete, kuru augi izmanto enerģijas uzkrāšanai.

Kopējā ķīmiskā viela vienādojums ir ķīmisko reakciju virknes kopsavilkums. Šīs reakcijas notiek divos posmos. Gaismas reakcijām nepieciešama gaisma (kā jūs varētu iedomāties), savukārt tumšās reakcijas kontrolē fermenti. Viņiem nav nepieciešama tumsa - tie vienkārši nav atkarīgi no gaismas.

Gaismas reakcijas absorbē gaismu un izmanto enerģiju, lai darbotos elektronu pārsūtīšana. Lielākā daļa fotosintētisko organismu uztver redzamo gaismu, lai gan ir daži, kas izmanto infrasarkano gaismu. Šo reakciju produkti ir adenozīna trifosfāts (ATP) un reducētais nikotinamīda adenīna dinukleotīda fosfāts (NADPH). Augu šūnās no gaismas atkarīgās reakcijas notiek hloroplastu tireoidālajā membrānā. Gaismas atkarīgo reakciju kopējā reakcija ir:

• 2 H₂O + 2 NADP⁺ + 3 ADP + 3 P_i + gaisma → 2 NADPH + 2 H⁺ + 3 ATP + O₂

Tumšajā posmā ATP un NADPH galu galā samazina oglekļa dioksīdu un citas molekulas. Oglekļa dioksīds no gaisa tiek "nostiprināts" bioloģiski izmantojamā formā - glikozē. Abos, aļģēs un zilaļģēs tumšās reakcijas sauc par Kalvina ciklu. Baktērijas var izmantot dažādas reakcijas, ieskaitot pretēju Krebsa cikls. Kopējā reakcija no auga gaismas neatkarīgās reakcijas (Kalvina cikls) ir šāda:

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

Oglekļa fiksācijas laikā Kalvina cikla trīs oglekļa produkts tiek pārveidots par galīgo ogļhidrātu produktu.

Tāpat kā jebkura ķīmiska reakcija, reaģentu pieejamība nosaka izstrādājumu daudzumu, ko var izgatavot. Oglekļa dioksīda vai ūdens pieejamības ierobežošana palēnina glikozes un skābekļa ražošanu. Reakciju ātrumu ietekmē arī temperatūra un minerālu pieejamība, kas var būt nepieciešami starpposma reakcijās.

Savu lomu spēlē arī auga (vai cita fotosintēzes organisma) veselība. Metabolisma reakciju ātrumu daļēji nosaka organisma briedums un tas, vai tas zied vai nes augļus.

Ja testā tiek jautāts par fotosintēzi, jums var lūgt identificēt reakcijas produktus. Tas ir diezgan viegli, vai ne? Vēl viena jautājuma forma ir jautāt, kas ir kas nē fotosintēzes produkts. Diemžēl tas nebūs atvērts jautājums, uz kuru jūs viegli varēsit atbildēt ar “dzelzi” vai “automašīnu” vai “savu” "Parasti tas ir jautājums ar atbilžu variantiem, uzskaitot molekulas, kas ir reaģenti vai produkti fotosintēze. Atbilde ir jebkura izvēle, izņemot glikozi vai skābekli. Jautājumu var arī formulēt, lai atbildētu, kas ir kas nē gaismas reakciju vai tumšo reakciju produkts. Tāpēc ir laba ideja zināt vispārējos reaģentus un produktus fotosintēzes vispārējam vienādojumam, gaismas reakcijām un tumšajām reakcijām.

• Bidlaks, J.E.; Sterns, K.R.; Janskis, S. (2003). Ievada augu bioloģija. Ņujorka: Makgreivs. ISBN 978-0-07-290941-8.
• Blankenship, R.E. (2014). Fotosintēzes molekulārie mehānismi (2. izd.). Džons Vilijs un dēli. ISBN 978-1-4051-8975-0.
• Reece J.B., et al. (2013). Kempbela bioloģija. Bendžamins Cummings. ISBN 978-0-321-77565-8.