Sisu
- Fotosüntees minevikus
- Vee roll fotosünteesis
- Vesi kui hapniku tarnija
- Vesi kui elektronide tarnija
- Vee fotolüüs
Fotosüntees on oluline biokeemiline protsess, mis hõlmab päikesevalgusest, veest ja süsinikdioksiidist suhkru (glükoosi) tootmist, vabastades hapnikku. See on rida keerukaid biokeemilisi reaktsioone ja toimub taimedes, vetikates, mõnes bakteris ja mõnes fotoautotroofis. Peaaegu kõik elusolendid sõltuvad sellest protsessist. Fotosünteesi kiirus on seotud süsinikdioksiidi kontsentratsiooni, temperatuuri ja päikesevalguse intensiivsusega. See protsess tekitab neeldunud footonitest energiat, redutseerijana on vesi.
Fotosüntees minevikus
Elu tulekuga Maale algas fotosünteesi protsess. Kuna hapniku kontsentratsioon oli tühine, toimus esimene fotosüntees vesiniksulfiidi ja orgaanilise happe kasutamisel merevees. Kuid nende materjalide tase ei olnud fotosünteesi pikaks ajaks jätkamiseks piisav, seega on see läbinud vee kasutamise teiste ühendite asemel. Seda tüüpi fotosüntees, kasutades vett, põhjustas hapniku vabanemise. Järelikult hakkas hapniku kontsentratsioon atmosfääris suurenema. See lõputu tsükkel muutis Maa hapnikurikkaks, mis tegi ökosüsteemide olemasolu võimalikuks sellest elemendist.
Vee roll fotosünteesis
Põhimõtteliselt pakub vesi elektrone asendamaks neid, mis II fotosüsteemis klorofüllist eemaldatakse. Lisaks toodab see hapnikku, samuti vähendab NADP NADPH-ks (vajalik Calvini tsükli jaoks), vabastades H + ioone.
Vesi kui hapniku tarnija
Fotosünteesi käigus reageerivad päikesekiirguse käes kuus süsinikdioksiidi ja kuus vett, moodustades ühe glükoosi ja kuus hapniku molekuli. Vee roll on vabastada selle molekulis sisalduv hapnik atmosfääri O2 kujul.
Vesi kui elektronide tarnija
Veel on ka teine oluline roll, see on elektronide tarnimine. Fotosünteesi käigus annetab vesi elektroni, mis seob vesiniku aatomi (oma molekuli) süsinikuga (süsinikdioksiidiga), et moodustada suhkur (glükoos).
Vee fotolüüs
Vesi toimib redutseerijana, pakkudes H + ioone, mis muudavad NADP NADPH-ks. Kuna NADPH on kloroplastides oluline redutseerija, põhjustab selle moodustumine pärast klorofülli oksüdeerumist elektronide defitsiiti. See kaotus tuleb asendada mõne muu redutseerija elektroniga. Ensüümi fotosüsteem II toimib Z-skeemi esimestes etappides (fotosünteesis oleva elektronide transpordiahela diagramm) ja seejärel on vajalik klorofülli oksüdeerimiseks vee funktsioon (mis toimib roheliste taimede ja sinivetikate elektronide allikana). Vabanenud vesinikioonid tekitavad mitokondriaalse membraani kaudu keemilise (kemosmootilise) potentsiaali, mille tulemuseks on ATP süntees. Fotosüsteem II on ensüüm, mis toimib peamiselt vee oksüdeerimisprotsessis katalüsaatorina.