Sisu
- Fotosüntees minevikus
- Vee roll fotosünteesil
- Vesi kui hapniku tarnija
- Vesi kui elektronide tarnija
- Vee fotolüüs
Fotosüntees on oluline biokeemiline protsess, mis hõlmab suhkru (glükoosi) tootmist päikesevalgusest, veest ja süsinikdioksiidist, vabastades hapniku. See on rida keerulisi biokeemilisi reaktsioone ja esineb taimedes, vetikates, mõningates bakterites ja mõnedes fototöötlustes. Peaaegu kõik elusolendid sõltuvad sellest protsessist. Fotosünteesi rütm on seotud süsinikdioksiidi kontsentratsiooniga, temperatuuri ja päikesevalguse intensiivsusega. See protsess tekitab energia imendunud fotonitest, mille redutseerijana on vesi.
Fotosüntees minevikus
Elu tekkega Maa peal algas fotosünteesi protsess. Kuna hapniku kontsentratsioon oli tühine, toimus esimene fotosüntees vesiniksulfiidi ja orgaanilise happega merevees. Siiski ei olnud nende materjalide tase fotosünteesi jätkamiseks pikka aega piisav, mistõttu on teiste ühendite asemel läbinud vee kasutamise. Selline fotosüntees, mis kasutas vett, andis hapniku vabanemise. Järelikult hakkas hapniku kontsentratsioon atmosfääris suurenema. See lõputu tsükkel muutis Maa rikkaks hapnikku, mis võimaldas sellest elemendist sõltuvate ökosüsteemide olemasolu.
Vee roll fotosünteesil
Põhitasandil annab vesi elektronidele, mis asendavad fotosüsteemis klorofüllilt eemaldatud aineid. Lisaks toodab ta H + ioonide vabastamisega hapnikku ning vähendab NADP-d NADPH-ks (vajalik Calvin-tsükli jaoks).
Vesi kui hapniku tarnija
Fotosünteesi käigus reageerivad päikesevalguse käes kuus süsinikdioksiidi molekuli ja kuus vee molekuli, moodustades ühe glükoosi ja kuuest hapnikust. Vee roll on vabastada oma molekulis olev hapnik O2 gaasi kujul atmosfääri.
Vesi kui elektronide tarnija
Vees on veel üks oluline roll, mis on olla elektronide tarnija. Fotosünteesi protsessis annetab vesi elektroni, mis seob vesiniku aatomi (oma molekulist) süsinikuga (süsinikdioksiidist), et moodustada suhkur (glükoos).
Vee fotolüüs
Vesi toimib redutseerijana, varustades H + ioonid, mis muudavad NADP NADPH-ks. Kuna NADPH on kloroplastides oluline redutseeriv aine, tekib selle teke pärast klorofülli oksüdeerimist elektronide puudus. See kadu tuleb asendada mõne teise redutseeriva aine elektronidega. Fotosüsteemi II ensüüm toimib Z skeemi esimeste etappide (fotosünteesis elektronide transportimise ahela diagramm) toimel ning seejärel on vaja klorofülli oksüdeerimiseks, mis toimib veega (mis toimib kui elektronide allikas rohelistes taimedes ja tsüanobakterites). Vabanenud vesinikioonid loovad keemilise potentsiaali (kemosmootilise) läbi mitokondriaalse membraani, mille tulemuseks on ATP süntees. Fotosüsteem II on ensüüm, mis teadaolevalt toimib katalüsaatorina selles vee oksüdatsiooniprotsessis.