Fotosyntes är processen där växter och vissa bakterier och protister syntetiserar sockermolekyler från koldioxid, vatten och solljus. Fotosyntesen kan delas in i två steg: den ljusberoende reaktionen och de ljusoberoende (eller mörka) reaktionerna. Under ljusreaktionerna avlägsnas en elektron från en vattenmolekyl som frigör syre- och väteatomerna. Den fria syreatomen kombinerar med en annan fri syreatom för att producera syrgas som sedan släpps.
TL; DR (för länge, läste inte)
Syreatomer bildas under ljuset process av fotosyntes och två syreatomer kombineras sedan för att bilda syrgas.
Ljusreaktioner
Det primära syftet med ljusreaktionerna i fotosyntes är att generera energi för användning i de mörka reaktionerna. Energin skördas från solljus som överförs till elektroner. När elektronerna passerar genom en serie molekyler bildas en protongradient membran. Protonerna flyter tillbaka över membranet genom ett enzym som heter ATP-syntas som genererar ATP, en energimolekyl, som används i de mörka reaktionerna där koldioxid används för att tillverka socker. Denna process kallas fotofposfororering.
Cyklisk och ickecyklisk fotofosforylering
Cyklisk och icke-cyklisk fotofosforylering hänvisar till källan och destinationen för elektronen som används för att generera protongradienten och i sin tur ATP. Vid cyklisk fotofosforlation återvinns elektronen tillbaka till ett fotosystem där det återupptas och upprepar sin resa genom ljusreaktionerna. I icke-cyklisk fotofosforylering är elektronens sista steg i skapandet av en NADPH-molekyl som också används i de mörka reaktionerna. Detta kräver inmatning av en ny elektron för att upprepa ljusreaktionerna. Behovet av denna elektron resulterar i bildandet av syre från vattenmolekyler.
Kloroplaster
I fotosyntetiska eukaryoter som alger och växter förekommer fotosyntes i en specialiserad cellorganell som kallas en kloroplast. Inom kloroplasterna är tylakoidmembran som ger en inre och yttre miljö för fotosyntes. Thylakoidmembranen är närvarande i alla fotosyntetiska organismer, inklusive bakterier, men endast eukaryoter hyser dessa membran inom kloroplaster. Fotosyntes börjar i fotosystem som ligger inom thylakoidmembranen. Som ljusreaktioner av fotosyntesframsteg packas protoner i membranrymdena, vilket ger en protongradient över membranet.
Photosystems
Photosystems är komplexa strukturer för att involvera pigment som finns i det thylakoidmembran som aktiverar elektroner som använder ljusenergi. Varje pigment är anpassat till en specifik del av ljusets spektrum. Det centrala pigmentet är klorofyll? vilket tjänar en ytterligare roll att samla elektronen som används vid efterföljande ljusreaktioner. Inom centrum av klorofyll? är joner som binder till vattenmolekyler. Eftersom klorofyll aktiverar en elektron och skickar elektronen utanför fotosystemet till väntande receptormolekyler, ersätts elektronen från vattenmolekylerna.
Syreformation
När elektroner avlägsnas från vattenmolekyler, är vattnet bryts in i komponentatomer. Syreatomerna från två vattenmolekyler kombinerar för att bilda diatomiskt syre (O 2). Vätgasatomerna, som är enkla protoner som saknar sina elektroner, hjälper till att skapa protongradienten i det utrymme som är inneslutet av thylakoidmembranet. Det diatomiska syret frigörs och klorofyllcentret binder till nya vattenmolekyler för att upprepa processen. På grund av de involverade reaktionerna måste fyra elektroner energiseras av klorofyllen för att generera en enda molekyl av syre.
