Aké sú produkty fotosyntézy?

Výsledok fotosyntézy v rastlinách

Chlorofyl v listoch rastlín premieňa oxid uhličitý a vodu na produkty glukózu a kyslík. Connie Coleman/Getty Images

Fotosyntéza je názov pre súbor chemických reakcií uskutočňovaných rastlinami na premenu energie zo slnka na chemickú energiu vo forme cukru. Konkrétne rastliny na reakciu využívajú energiu zo slnečného žiarenia oxid uhličitý a voda vyrábať cukor ( glukózy ) a kyslík . Dochádza k mnohým reakciám, ale celková chemická reakcia pre fotosyntézu je:

• 6 CO_dva+ 6 H_dvaO + svetlo → C₆H₁₂O₆+ 6 O_dva
• Oxid uhličitý + voda + svetlo poskytuje glukózu + kyslík

Do rastliny oxid uhličitý vstupuje cez prieduchy listov difúzia . Voda je absorbovaná cez korene a je transportovaná do listov cez xylém. Slnečnú energiu absorbuje chlorofyl v listoch. Reakcie z fotosyntéza sa vyskytujú v chloroplastoch rastlín. Vo fotosyntetických baktériách prebieha proces, pri ktorom je chlorofyl alebo príbuzný pigment zabudovaný do plazmatickej membrány. Kyslík a voda produkované pri fotosyntéze vychádzajú cez prieduchy.

Kľúčové informácie

• Pri fotosyntéze sa energia zo svetla využíva na premenu oxidu uhličitého a vody na glukózu a kyslík.
• Na 6 molekúl oxidu uhličitého a 6 molekúl vody sa vyrobí 1 molekula glukózy a 6 molekúl kyslíka.

V skutočnosti si rastliny rezervujú veľmi málo glukózy na okamžité použitie. Molekuly glukózy sú spojené dehydratačnou syntézou za vzniku celulózy, ktorá sa používa ako štruktúrny materiál. Syntéza dehydratácie sa používa aj na premenu glukózy na škrob, ktorý rastliny využívajú na ukladanie energie.

Medziprodukty fotosyntézy

Celková chemikália rovnica je súhrn série chemických reakcií. Tieto reakcie prebiehajú v dvoch fázach. Svetlé reakcie vyžadujú svetlo (ako si viete predstaviť), zatiaľ čo tmavé reakcie sú riadené enzýmami. Nevyžadujú, aby nastala tma – jednoducho nezávisia od svetla.

Svetelné reakcie absorbujú svetlo a využívajú energiu na prenos elektrónov. Väčšina fotosyntetických organizmov zachytáva viditeľné svetlo, aj keď existujú aj také, ktoré využívajú infračervené svetlo. Produkty týchto reakcií sú adenozíntrifosfát ( ATP ) a redukovaný nikotínamid adenín dinukleotid fosfát (NADPH). V rastlinných bunkách sa reakcie závislé od svetla vyskytujú v chloroplastovej tylakoidnej membráne. Celková reakcia pre reakcie závislé od svetla je:

• 2 H_dvaO+2NADP⁺+ 3 ADP + 3 P_i+ svetlo → 2 NADPH + 2 H⁺+ 3 ATP + O_dva

V tmavom štádiu ATP a NADPH v konečnom dôsledku redukujú oxid uhličitý a ďalšie molekuly. Oxid uhličitý zo vzduchu sa „fixuje“ do biologicky využiteľnej formy, glukózy. V rastlinách, riasach a cyanobaktériách sa tmavé reakcie nazývajú Calvinov cyklus. Baktérie môžu využívať rôzne reakcie, vrátane reverznej Krebsov cyklus . Celková reakcia na svetlo nezávislú reakciu rastliny (Calvinov cyklus) je:

• 3 CO_dva+ 9 ATP + 6 NADPH + 6 H⁺→ C₃H₆O₃-fosfát + 9 ADP + 8 P_i+ 6 NADP⁺+ 3 H_dvaO

Počas fixácie uhlíka sa trojuhlíkový produkt Calvinovho cyklu premení na konečný sacharidový produkt.

VectorMine / Getty Images

Faktory, ktoré ovplyvňujú rýchlosť fotosyntézy

Ako každá chemická reakcia, dostupnosť reaktantov určuje množstvo produktov, ktoré je možné vyrobiť. Obmedzenie dostupnosti oxidu uhličitého alebo vody spomaľuje produkciu glukózy a kyslíka. Rýchlosť reakcií je tiež ovplyvnená teplotou a dostupnosťou minerálov, ktoré môžu byť potrebné v medziľahlých reakciách.

Úlohu zohráva aj celkový zdravotný stav rastliny (alebo iného fotosyntetického organizmu). Rýchlosť metabolických reakcií je čiastočne určená vyspelosťou organizmu a tým, či kvitne alebo prináša ovocie.

Čo je nie produkt fotosyntézy?

Ak sa vás test spýta na fotosyntézu, možno vás požiadajú, aby ste identifikovali produkty reakcie. To je celkom ľahké, však? Ďalšou formou otázky je pýtať sa, čo je nie produkt fotosyntézy. Žiaľ, toto nebude otvorená otázka, na ktorú môžete ľahko odpovedať slovami „železo“, „auto“ alebo „tvoja mama“. Zvyčajne ide o otázku s viacerými možnosťami výberu, ktorá obsahuje zoznam molekúl, ktoré sú reaktantmi alebo produktmi fotosyntézy. Odpoveďou je akákoľvek voľba okrem glukózy alebo kyslíka. Otázka môže byť tiež formulovaná tak, aby odpovedala na to, čo je nie produkt reakcií svetla alebo reakcií tmy. Takže je dobré poznať celkové reaktanty a produkty pre všeobecnú rovnicu fotosyntézy, reakcie svetla a reakcie v tme.

Zdroje

• Bidlack, J. E.; Stern, K.R.; Jánsky, S. (2003). Úvod do biológie rastlín . New York: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-290941-8.
• Blankenship, R.E. (2014). Molekulové mechanizmy fotosyntézy (2. vydanie). John Wiley & Sons. ISBN 978-1-4051-8975-0
• Reece J.B., a kol. (2013). Campbellova biológia . Benjamin Cummings. ISBN 978-0-321-77565-8.