מהם תוצרי הפוטוסינתזה?

פוטוסינתזה היא השם שניתן לסט התגובות הכימיות שבוצעו על ידי צמחים כדי להמיר אנרגיה מהשמש לאנרגיה כימית בצורה של סוכר. באופן ספציפי, צמחים משתמשים באנרגיה מאור השמש כדי להגיב פחמן דו חמצני ו מים לייצר סוכר (גלוקוזה) ו חמצן. תגובות רבות מתרחשות, אך התגובה הכימית הכוללת לפוטוסינתזה היא:

• 6 CO₂ + 6 ח₂אור O + → C₆ח₁₂O₆ + 6 O₂
• פחמן דו חמצני + מים + אור מניב גלוקוז + חמצן

בצמח, הפחמן הדו-חמצני נכנס דרך פלסטטים של עלים ריכוך. מים נספגים דרך השורשים ומועברים לעלים דרך הקסילם. אנרגיה סולארית נספגת על ידי הכלורופיל בעלים. התגובות של פוטוסינתזה מופיעים בכלורופלסטים של צמחים. בחיידקים פוטוסינתטיים התהליך מתרחש בו כלורופיל או פיגמנט קשור מוטמע בקרום הפלזמה. החמצן והמים המיוצרים בפוטוסינתזה יוצאים דרך העגבניות.

Takeaways מפתח

למעשה, צמחים שומרים מעט מאוד מהגלוקוז לשימוש מיידי. מולקולות גלוקוז משולבות על ידי סינתזת התייבשות ליצירת תאית המשמשת כחומר מבני. סינתזת התייבשות משמשת גם להמרת גלוקוז לעמילן, בהם הצמחים משתמשים בכדי לאגור אנרגיה.

הכימיקל הכללי משוואה הוא סיכום של סדרת תגובות כימיות. תגובות אלה מתרחשות בשני שלבים. תגובות האור דורשות אור (כפי שאפשר לדמיין), בעוד שהתגובות הכהות נשלטות על ידי אנזימים. הם אינם דורשים שהחשכה תתרחש - הם פשוט אינם תלויים באור.

תגובות האור סופגות אור ומרתמות את האנרגיה להעברת האלקטרונים. רוב האורגניזמים הפוטוסינתטיים לוכדים אור גלוי, אם כי יש כאלה המשתמשים באור אינפרא אדום. מוצרים של תגובות אלו הם אדנוזין טריפוספט (ATP) והפחתת הפוספט של ניקוטין אמינו דינוקלוטיד (NADPH). בתאי צמחים התגובות התלויות באור מתרחשות בקרום התירוקואיד הכלורופלסטי. התגובה הכוללת לתגובות התלויות באור היא:

• 2 ח₂O + 2 NADP⁺ + 3 ADP + 3 P_אני + אור → 2 NADPH + 2 H⁺ + 3 ATP + O₂

בשלב האפל, ATP ו- NADPH מפחיתים בסופו של דבר את הפחמן הדו-חמצני ומולקולות אחרות. פחמן דו חמצני מהאוויר "מקובע" לצורה שמיש ביולוגית, גלוקוז. בצמחים, באצות ובצינו-בקטריה, התגובות הכהות נקראות מחזור קלווין. חיידקים עשויים להשתמש בתגובות שונות, כולל הפוך מחזור קרבס. התגובה הכוללת לתגובה שאינה תלויה באור של צמח (מחזור קלווין) היא:

• 3 CO₂ + 9 ATP + 6 NADPH + 6 H⁺ → ג₃ח₆O₃פוספט + 9 ADP + 8 P_אני + 6 NADP⁺ + 3 ח₂O

במהלך קיבוע הפחמן, מוצר שלוש הפחמן של מחזור קלווין הופך למוצר הפחמימות הסופי.

כמו כל תגובה כימית, הזמינות של המגיבים קובעת את כמות המוצרים שניתן לייצר. הגבלת הזמינות של פחמן דו חמצני או מים מאטת את ייצור הגלוקוז והחמצן. כמו כן, קצב התגובות מושפע מהטמפרטורה וזמינות המינרלים העשויים להידרש בתגובות הביניים.

גם הבריאות הכללית של הצמח (או אורגניזם פוטוסינתטי אחר) ממלאת תפקיד. קצב התגובות המטבוליות נקבע בחלקו על ידי בגרות האורגניזם והאם הוא פורח או נושא פרי.

אם נשאלת לגבי פוטוסינתזה בבדיקה, יתכן שתתבקש לזהות את תוצרי התגובה. זה די קל, נכון? צורה אחרת של השאלה היא לשאול מה כן לא תוצר של פוטוסינתזה. לרוע המזל, זו לא תהיה שאלה פתוחה, שאתה יכול בקלות לענות עליה עם "ברזל" או "מכונית" או "שלך אמא. "בדרך כלל זו שאלה עם בחירה מרובה המפרטת מולקולות שהן מגיבים או מוצרים של פוטוסינתזה. התשובה היא כל בחירה פרט לגלוקוז או חמצן. אפשר לנסח את השאלה גם כדי לענות על מה שיש לא תוצר של תגובות האור או התגובות החשוכות. לכן כדאי לדעת את המגיבים והמוצרים הכוללים למשוואה הכללית של הפוטוסינתזה, תגובות האור והתגובות החשוכות.

• Bidlack, J.E.; שטרן, K.R.; ג'נסקי, ש. (2003). ביולוגיה צמחית מבוא. ניו יורק: מקגרו היל. ISBN 978-0-07-290941-8.
• Blankenship, R.E. (2014). מנגנונים מולקולריים של פוטוסינתזה (מהדורה שנייה). ג'ון וויילי ובניו. ISBN 978-1-4051-8975-0.
• Reece J.B., et al. (2013). קמפבל ביולוגיה. בנג'מין קאמינגס. ISBN 978-0-321-77565-8.