Αυξημένη γνώση για το πώς τα φυτά σχηματίζουν οξυγόνο από μόρια νερού

Η φωτοσύνθεση είναι η διαδικασία με την οποία τα φυτά χρησιμοποιούν το ηλιακό φως για να μετατρέψουν το νερό και το διοξείδιο του άνθρακα σε οξυγόνο και γλυκόζη. Ακολουθεί μια λεπτομερής ματιά στη σειρά αντιδράσεων που εμπλέκονται στη φωτοσύνθεση που έχει ως αποτέλεσμα το σχηματισμό οξυγόνου:

1. Απορρόφηση φωτός:

- Οι χλωροπλάστες στα φυτικά κύτταρα περιέχουν χλωροφύλλη, μια πράσινη χρωστική ουσία που απορροφά την ελαφριά ενέργεια από τον ήλιο.

2. PhotoSystems:

- Μέσα σε χλωροπλάστες, υπάρχουν δύο φωτοσυστήματα:το φωτοσυστήματος II (PSII) και το φωτοσυστήματος I (PSI).

3. Αντιδράσεις φωτός (αλυσίδα μεταφοράς ηλεκτρονίων):

- Στο PSII, η απορροφημένη φωτεινή ενέργεια διεγείρει τα ηλεκτρόνια, προκαλώντας τους να μετακινηθούν σε υψηλότερο επίπεδο ενέργειας.

- Αυτά τα ηλεκτρόνια υψηλής ενέργειας περνούν κατά μήκος μιας αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων, δημιουργώντας μια ηλεκτροχημική κλίση κατά μήκος της θυλακοειδούς μεμβράνης.

- Ως μέρος αυτής της διαδικασίας, το PSII χωρίζει τα μόρια του νερού, απελευθερώνοντας το οξυγόνο ως υποπροϊόν. Το οξυγόνο διαχέεται από τους χλωροπλάστες και στην ατμόσφαιρα.

4. Δημιουργία ATP και NADPH:

- Η ενέργεια που απελευθερώνεται κατά τη διάρκεια της μεταφοράς ηλεκτρονίων στις αντιδράσεις φωτός χρησιμοποιείται για τη σύνθεση τριφωσφορικής αδενοσίνης (ATP) και φωσφορικής δινουκλεοτιδίου αδενίνης (NADPH) της νικοτιναμιδίου (NADPH).

- Τα ATP και NADPH είναι μόρια φορέα ενέργειας που αποθηκεύουν προσωρινά την ενέργεια που συλλέγονται από το φως του ήλιου.

5. Κύκλος Calvin (σκοτεινές αντιδράσεις):

- Ο ΑΤΡ και το NADPH που παράγονται στις αντιδράσεις φωτός χρησιμοποιούνται στον κύκλο Calvin για να μειώσουν το διοξείδιο του άνθρακα και να σχηματίσουν γλυκόζη.

- Αυτή η φάση δεν απαιτεί άμεσο ηλιακό φως και μπορεί να συμβεί ακόμη και στο σκοτάδι, εξ ου και ο όρος "σκοτεινές αντιδράσεις".

Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η παραγωγή οξυγόνου κατά τη διάρκεια της φωτοσύνθεσης είναι ζωτικής σημασίας για τη ζωή στη Γη. Το οξυγόνο που απελευθερώνεται από τα φυτά αποτελεί την πλειονότητα του ατμοσφαιρικού οξυγόνου που απαιτείται για την αναπνοή τόσο σε φυτά όσο και σε ζώα.