Садржај
- Фотосинтеза у прошлости
- Улога воде у фотосинтези
- Вода као добављач кисеоника
- Вода као добављач електрона
- Фотолиза воде
Фотосинтеза је важан биохемијски процес који укључује производњу шећера (глукозе) из сунчеве светлости, воде и угљен-диоксида, ослобађајући кисеоник. То је низ сложених биохемијских реакција и јавља се у биљкама, алгама, неким бактеријама и неким фотоаутотрофима. Готово сва жива бића зависе од овог процеса. Брзина фотосинтезе повезана је са концентрацијом угљен-диоксида, температуром и интензитетом сунчеве светлости. Овај процес генерише енергију из апсорбованих фотона, а вода је редукционо средство.
Фотосинтеза у прошлости
Појавом живота на Земљи започео је процес фотосинтезе. С обзиром да је концентрација кисеоника била занемарљива, до прве фотосинтезе дошло је коришћењем водоник-сулфида и органске киселине у морској води. Међутим, ниво ових материјала дуго није био довољан за наставак фотосинтезе, па је прошао кроз еволуцију користећи воду уместо осталих једињења. Ова врста фотосинтезе, користећи воду, резултирала је ослобађањем кисеоника. Због тога је концентрација кисеоника у атмосфери почела да расте. Овај бескрајни циклус учинио је Земљу богатом кисеоником, што је омогућило присуство екосистема зависних од овог елемента.
Улога воде у фотосинтези
На основном нивоу, вода обезбеђује електроне да замене оне који се уклањају из хлорофила у фотосистему ИИ. Поред тога, производи кисеоник, као и редукујући НАДП до НАДПХ (неопходан за Цалвинов циклус) ослобађањем Х + јона.
Вода као добављач кисеоника
Током процеса фотосинтезе, шест молекула угљен-диоксида и шест молекула воде реагују у присуству сунчеве светлости да би створили један молекул глукозе и шест кисеоника. Улога воде је да ослобађа кисеоник присутан у свом молекулу у атмосферу у облику гаса О2.
Вода као добављач електрона
Вода такође има још једну важну улогу, а то је снабдевање електронима. У процесу фотосинтезе, вода донира електрон који везује атом водоника (сопственог молекула) са угљеником (угљен-диоксидом) дајући шећер (глукозу).
Фотолиза воде
Вода делује као редукционо средство пружајући јоне Х + који претварају НАДП у НАДПХ. С обзиром да је НАДПХ важно редукционо средство присутно у хлоропластима, његово стварање резултира дефицитом електрона након оксидације хлорофила. Овај губитак морају надокнадити електрони из неког другог редукционог средства. Ензим фотосистем ИИ делује у првим корацима З шеме (дијаграм ланца транспорта електрона у фотосинтези), а затим је редукционо средство које може донирати електроне неопходно за оксидацију хлорофила, функције коју врши вода (која делује као извор електрона у зеленим биљкама и цијанобактеријама). Ослобођени јони водоника стварају хемијски (хемосмотички) потенцијал кроз мембрану митохондрија, што резултира синтезом АТП. Пхотосистем ИИ је ензим за који је превасходно познато да делује као катализатор у овом процесу оксидације воде.