Mis on fotosünteesi produktid?

Fotosüntees on nimi, mis antakse taimede poolt läbiviidavatele keemilistele reaktsioonidele, mille eesmärk on muundada päikeseenergia suhkru kujul keemiliseks energiaks. Täpsemalt kasutavad taimed reageerimiseks päikesevalguse energiat süsinikdioksiid ja vesi suhkru tootmiseks (glükoos) ja hapnik. Toimub palju reaktsioone, kuid üldine keemiline reaktsioon fotosünteesiks on järgmine:

• 6 CO₂ + 6 H₂O + valgus → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂
• Süsinikdioksiid + vesi + valgus annab glükoosi + hapniku

Taimes siseneb süsinikdioksiid lehtede stomaatide kaudu difusioon. Vesi imendub juurte kaudu ja kantakse ksüleemi kaudu lehtedele. Päikeseenergia imendub lehtedes sisalduv klorofüll. Reaktsioonid fotosüntees esinevad taimede kloroplastides. Fotosünteetilistes bakterites toimub protsess, kus klorofüll või sellega seotud pigment kinnitatakse plasmamembraani. Fotosünteesis toodetav hapnik ja vesi väljuvad stomata kaudu.

Key Takeaways

Tegelikult reserveerivad taimed väga vähe glükoosi koheseks kasutamiseks. Glükoosimolekulid ühendatakse dehüdratsiooni sünteesi teel tselluloosi saamiseks, mida kasutatakse struktuurimaterjalina. Dehüdratsioonisünteesi kasutatakse ka glükoosi tärkliseks muundamiseks, mida taimed energia salvestamiseks kasutavad.

Üldine kemikaal võrrand on keemiliste reaktsioonide rea kokkuvõte. Need reaktsioonid toimuvad kahes etapis. Valgusreaktsioonid vajavad valgust (nagu võite arvata), samas kui tumedaid reaktsioone kontrollivad ensüümid. Nad ei vaja pimeduse tekkimist - nad lihtsalt ei sõltu valgust.

Valgusreaktsioonid neelavad valgust ja rakendavad energiat elektrienergia edasiandmiseks. Enamik fotosünteetilisi organisme hõivab nähtavat valgust, ehkki mõned kasutavad infrapunavalgust. Nende reaktsioonide produktideks on adenosiintrifosfaat (ATP) ja redutseeritud nikotiinamiidadeniindinukleotiidfosfaat (NADPH). Taimerakkudes toimuvad valgust sõltuvad reaktsioonid kloroplasti tülakoidmembraanis. Valgusest sõltuvate reaktsioonide üldine reaktsioon on:

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

Pimedas etapis vähendavad ATP ja NADPH lõpuks süsinikdioksiidi ja teisi molekule. Õhu süsinikdioksiid "fikseeritakse" bioloogiliselt kasutatavasse vormi, glükoosiks. Taimedes, vetikates ja sinivetikates nimetatakse tumedaid reaktsioone Calvini tsükliks. Bakterid võivad kasutada erinevaid reaktsioone, sealhulgas vastupidiseid Krebsi tsükkel. Taime valgust sõltumatu reaktsiooni (Calvini tsükkel) üldine reaktsioon on:

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

Süsiniku fikseerimise käigus muundatakse Calvini tsükli kolme süsiniku produkt lõplikuks süsivesikute produktiks.

Nagu iga keemiline reaktsioon, määrab reagentide kättesaadavus valmistatavate toodete koguse. Süsinikdioksiidi või vee kättesaadavuse piiramine aeglustab glükoosi ja hapniku tootmist. Reaktsioonide kiirust mõjutavad ka temperatuur ja mineraalide olemasolu, mida võib vahereaktsioonides vaja minna.

Oma osa mängib ka taime (või muu fotosünteetilise organismi) tervis. Ainevahetusreaktsioonide kiirus määratakse osaliselt kindlaks organismi küpsuse ja selle järgi, kas see on õitsev või vilja kandev.

Kui teilt küsitakse testi fotosünteesi kohta, võidakse teil paluda tuvastada reaktsiooni produktid. See on üsna lihtne, eks? Teine küsimuse vorm on küsida, mis on mitte fotosünteesi produkt. Kahjuks ei ole see lahtine küsimus, millele saate hõlpsalt vastata "raua" või "auto" või "oma" abil "Tavaliselt on see valikvastustega küsimus, loetledes molekulid, mis on reagendid või fotosüntees. Vastus on ükskõik milline valik, välja arvatud glükoos või hapnik. Küsimuse võib ka sõnastada, et vastata sellele, mis on mitte kergete või tumedate reaktsioonide produkt. Niisiis, on hea mõte teada fotosünteesi üldvõrrandi, valgusreaktsioonide ja tumedate reaktsioonide üldiseid reagente ja tooteid.

• Bidlack, J.E.; Stern, K.R.; Jansky, S (2003). Sissejuhatav taimebioloogia. New York: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-290941-8.
• Blankenship, R.E. (2014). Fotosünteesi molekulaarsed mehhanismid (2. väljaanne). John Wiley ja pojad. ISBN 978-1-4051-8975-0.
• Reece, J.B., et al. (2013). Campbelli bioloogia. Benjamin Cummings. ISBN 978-0-321-77565-8.