Innehåll
- Fotosyntes tidigare
- Vattenets roll vid fotosyntesen
- Vatten som syrgasleverantör
- Vatten som elektronleverantör
- Fotolys av vatten
Fotosyntes är en viktig biokemisk process som inbegriper produktion av socker (glukos) från solljus, vatten och koldioxid, vilket frigör syre. Det är en serie komplexa biokemiska reaktioner och förekommer i växter, alger, vissa bakterier och några fotoautotrofi. Nästan alla levande saker beror på denna process. Rytmen för fotosyntes är relaterad till koncentrationen av koldioxid, temperatur och intensitet av solljus. Denna process alstrar energi från absorberade foton, med vatten som ett reduktionsmedel.
Fotosyntes tidigare
Med tillkomsten av livet på jorden började processen med fotosyntes. Eftersom koncentrationen av syre var försumbar uppträdde den första fotosyntesen med vätesulfid och organisk syra i havsvatten. Nivån av dessa material var emellertid inte tillräcklig för att fortsätta fotosyntesen under en lång tid, så den har genomgått utvecklingen av att använda vatten i stället för de andra föreningarna. Denna typ av fotosyntes, med användning av vatten, resulterade i utsläpp av syre. Följaktligen började koncentrationen av syre i atmosfären öka. Denna oändliga cykel gjorde jorden rik på syre, vilket möjliggjorde närvaron av ekosystem beroende på detta element.
Vattenets roll vid fotosyntesen
På grundnivå tillhandahåller vatten elektroner för att ersätta de som avlägsnas från klorofyll i fotosystem II. Dessutom producerar det syre samt reducerar NADP till NADPH (krävs för Calvin-cykeln) genom att frigöra H + -joner.
Vatten som syrgasleverantör
Under fotosyntesprocessen reagerar sex molekyler koldioxid och sex molekyler vatten i närvaro av solljus för att bilda en molekyl glukos och sex av syre. Vattenrollen är att frigöra syre som är närvarande i sin molekyl i atmosfären i form av O2-gas.
Vatten som elektronleverantör
Vatten har också en annan viktig roll som att vara en elektronleverantör. Vid fotosyntesprocessen donerar vatten elektronen som binder väteatomen (från sin egen molekyl) till kol (från koldioxid) för att bilda ett socker (glukos).
Fotolys av vatten
Vatten fungerar som ett reduktionsmedel genom att tillföra H + joner som omvandlar NADP till NADPH. Eftersom NADPH är ett viktigt reduktionsmedel närvarande i kloroplaster, resulterar dess bildning i en elektronbrist efter oxidation av klorofyll. Denna förlust måste ersättas med elektroner från något annat reduktionsmedel. Fotosystemet II-enzymet verkar på de första stegen i Z-schemat (elektrontransportkedjediagrammet vid fotosyntes) och sedan behövs ett reduktionsmedel som kan donera elektroner för att oxidera klorofyll, en funktion som utövas av vatten (vilka handlingar som en källa till elektroner i gröna växter och cyanobakterier). De frisatta vätejonerna skapar en kemisk potential (kemosmotisk) genom mitokondrialt membran, vilket resulterar i syntesen av ATP. Photosystem II är enzymet som först är känt för att fungera som en katalysator i denna vattenoxidationsprocess.