Садржај
- Фотосинтеза у прошлости
- Улога воде у фотосинтези
- Вода као снабдевач кисеоником
- Вода као добављач електрона
- Фотолиза воде
Фотосинтеза је важан биохемијски процес који укључује производњу шећера (глукозе) од сунчеве светлости, воде и угљен-диоксида, ослобађајући кисеоник. То је серија комплексних биохемијских реакција и јавља се у биљкама, алгама, неким бактеријама и неким фотоауторама. Готово сва жива бића зависе од овог процеса. Ритам фотосинтезе је везан за концентрацију угљен-диоксида, температуру и интензитет сунчеве светлости. Овај процес генерише енергију из апсорбованих фотона, имајући воду као редукциони агенс.
Фотосинтеза у прошлости
С појавом живота на Земљи, процес фотосинтезе је почео. Пошто је концентрација кисеоника била занемарљива, прва фотосинтеза се десила уз употребу водоник сулфида и органске киселине у морској води. Међутим, ниво ових материјала није био довољан за наставак фотосинтезе током дужег времена, тако да је подлегао еволуцији коришћења воде уместо других једињења. Овај тип фотосинтезе, користећи воду, довео је до ослобађања кисеоника. Последично, концентрација кисеоника у атмосфери је почела да расте. Овај бескрајни циклус учинио је Земљу богатом кисеоником, што је омогућило присуство екосистема овисних о овом елементу.
Улога воде у фотосинтези
На основном нивоу, вода обезбеђује електроне да замени оне које су уклоњене из хлорофила у фотосистему ИИ. Поред тога, он производи кисеоник као и редукује НАДП на НАДПХ (потребан за Цалвинов циклус) ослобађањем Х + јона.
Вода као снабдевач кисеоником
Током процеса фотосинтезе, шест молекула угљендиоксида и шест молекула воде реагују у присуству сунчеве светлости да формирају један молекул глукозе и шест кисеоника. Улога воде је да ослободи кисеоник који је присутан у његовом молекулу у атмосфери у облику О2 гаса.
Вода као добављач електрона
Вода има још једну важну улогу, а то је да буде добављач електрона. У процесу фотосинтезе, вода дарује електрон који веже атом водоника (од сопственог молекула) до угљеника (од угљен диоксида) да би формирао шећер (глукозу).
Фотолиза воде
Вода делује као редукциони агенс тако што даје Х + јоне који претварају НАДП у НАДПХ. Пошто је НАДПХ важан редукциони агенс присутан у хлоропластима, његово формирање доводи до дефицита електрона након оксидације хлорофила. Овај губитак мора бити замењен електронима из неког другог редукционог агенса. Ензим фотосистема ИИ делује на прве кораке З шеме (дијаграм преноса електрона у фотосинтези), а затим је потребан редукциони агенс који може донирати електроне да би оксидовао хлорофил, функцију коју врши вода (која делује као извор електрона у зеленим биљкама и цијанобактеријама). Ослобођени јони водоника стварају хемијски потенцијал (цхемосмотиц) кроз митохондријску мембрану, што резултира синтезом АТП. Пхотосистем ИИ је ензим који је први познат као катализатор у овом процесу оксидације воде.