Innhold
- Fotosyntese i fortiden
- Rollen av vann i fotosyntese
- Vann som oksygenleverandør
- Vann som elektronleverandør
- Fotolyse av vann
Fotosyntese er en viktig biokjemisk prosess som involverer produksjon av sukker (glukose) fra sollys, vann og karbondioksid, og frigjør oksygen. Det er en rekke komplekse biokjemiske reaksjoner og forekommer i planter, alger, noen bakterier og noen fotoautotrofi. Nesten alle levende ting er avhengige av denne prosessen. Rytmen til fotosyntese er relatert til konsentrasjonen av karbondioksid, temperatur og intensitet av sollys. Denne prosessen genererer energi fra absorberte fotoner, som har vann som reduksjonsmiddel.
Fotosyntese i fortiden
Med fremkomsten av livet på jorden begynte prosessen med fotosyntese. Siden oksygenkonsentrasjonen var ubetydelig, oppsto den første fotosyntese ved hjelp av hydrogensulfid og organisk syre i sjøvann. Nivået på disse materialene var imidlertid ikke tilstrekkelig til å fortsette fotosyntese i lang tid, så det har gjennomgått utviklingen av å bruke vann i stedet for de andre forbindelsene. Denne typen fotosyntese, ved bruk av vann, resulterte i frigjøring av oksygen. Følgelig begynte konsentrasjonen av oksygen i atmosfæren å øke. Denne uendelige syklusen gjorde jorden rik på oksygen, noe som muliggjorde tilstedeværelsen av økosystemer avhengig av dette elementet.
Rollen av vann i fotosyntese
På grunnleggende nivå gir vann elektroner som erstatter de som fjernes fra klorofyll i fotosystem II. I tillegg produserer det oksygen så vel som reduserer NADP til NADPH (kreves for Calvin-syklusen) ved å frigjøre H + -ioner.
Vann som oksygenleverandør
Under prosessen med fotosyntese reagerer seks molekyler karbondioksid og seks molekyler vann i nærvær av sollys for å danne en molekyl glukose og seks oksygen. Vannrollet er å frigjøre oksygen til stede i molekylet i atmosfæren i form av O 2-gass.
Vann som elektronleverandør
Vann har også en annen viktig rolle som er å være en elektronleverandør. I prosessen med fotosyntese donerer vann elektronen som binder hydrogenatomet (fra sitt eget molekyl) til karbon (fra karbondioksyd) for å danne et sukker (glukose).
Fotolyse av vann
Vann fungerer som et reduksjonsmiddel ved å forsyne H + -ioner som konverterer NADP til NADPH. Siden NADPH er et viktig reduksjonsmiddel som er tilstede i kloroplaster, resulterer dets dannelse i en elektronmangel etter oksydasjon av klorofyll. Dette tapet må erstattes av elektroner fra et annet reduksjonsmiddel. Fotosystemet II-enzymet virker på de første trinnene i Z-skjemaet (elektrontransportkjedediagrammet i fotosyntese), og deretter kan et reduksjonsmiddel som kan donere elektroner for å oksidere klorofyll, en funksjon som utøves av vann (hvilke handlinger som en kilde til elektroner i grønne planter og cyanobakterier). De frigjorte hydrogenioner skaper et kjemisk potensial (kjemosmotisk) gjennom mitokondriamembranen, noe som resulterer i syntese av ATP. Photosystem II er enzymet som først er kjent for å fungere som en katalysator i denne vannoksidasjonsprosessen.