Μαθαίνοντας πώς η φύση χωρίζει το νερό
1. φωτοσύνθεση: Στη φωτοσύνθεση, τα φυτά απορροφούν το φως του ήλιου μέσω συγκεκριμένων μορίων που ονομάζονται χλωροφύλλες. Η ενέργεια από το φως του ήλιου χρησιμοποιείται για την τροφοδοσία του διαχωρισμού των μορίων του νερού.
2. Φωτογραφία II: Το πρώτο στάδιο της διάσπασης του νερού εμφανίζεται στο φωτοσυστήματος II, το οποίο είναι ένα σύμπλεγμα πρωτεϊνών που βρίσκεται στις μεμβράνες θυλακοειδούς χλωροπλαστών. Η ενέργεια από το φως του ήλιου ενθουσιάζει ένα ηλεκτρόνιο στα μόρια χλωροφύλλης του φωτοσυστήματος II. Αυτό το διεγερμένο ηλεκτρόνιο μεταφέρεται σε έναν δέκτη ηλεκτρονίων, δημιουργώντας μια ροή ηλεκτρονίων.
3. Βρίσκεται κοντά στο Photosystem II είναι το σύμπλεγμα διαχωρισμού νερού, το οποίο περιέχει ένα σύμπλεγμα με βάση το μαγγάνιο. Αυτό το σύμπλεγμα είναι υπεύθυνο για την πραγματική διάσπαση των μορίων νερού σε ιόντα υδρογόνου (Η+) και άτομα οξυγόνου (Ο).
4. Καθώς το σύμπλεγμα μαγγανίου υφίσταται μια σειρά αντιδράσεων οξείδωσης και μείωσης, χωρίζει τα μόρια του νερού, απελευθερώνοντας άτομα οξυγόνου. Αυτά τα άτομα οξυγόνου συνδυάζονται για να σχηματίσουν το μοριακό οξυγόνο (O₂) ως υποπροϊόν της φωτοσύνθεσης, το οποίο απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα.
5. Μεταφορά ηλεκτρονίων: Τα ιόντα υδρογόνου (Η+) που παράγονται κατά τη διάσπαση του νερού χρησιμοποιούνται για τη μείωση του NADP+ σε NADPH. Εν τω μεταξύ, τα ηλεκτρόνια από το φωτοσυστήματος II μεταφέρονται μέσω μιας σειράς φορέων ηλεκτρονίων, δημιουργώντας μια ηλεκτροχημική κλίση κατά μήκος της μεμβράνης θυλακοειδούς. Αυτή η κλίση οδηγεί τη σύνθεση του ΑΤΡ από την ADP μέσω μιας διαδικασίας που ονομάζεται φωτοφωσφορυλίωση.
6. Ολοκλήρωση φωτοσύνθεσης: Το NADPH και το ATP που παράγονται στη φωτοσύνθεση χρησιμοποιούνται στον κύκλο Calvin, ο οποίος περιλαμβάνει την ενσωμάτωση διοξειδίου του άνθρακα για την παραγωγή γλυκόζης και άλλων οργανικών μορίων.
Συνοπτικά, η διαδικασία διαίρεσης νερού της φύσης αξιοποιεί την ενέργεια από το φως του ήλιου για να σπάσει τα μόρια του νερού σε ιόντα υδρογόνου και άτομα οξυγόνου. Αυτή η διαδικασία είναι κεντρική στη φωτοσύνθεση, επιτρέποντας στα φυτά να μετατρέπουν το φως του ήλιου, το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό σε σάκχαρα και άλλες βασικές ενώσεις ενώ απελευθερώνουν οξυγόνο στην ατμόσφαιρα.
