Kandungan
- Foto fotosintesis pada masa lalu
- Peranan air dalam fotosintesis
- Air sebagai pembekal oksigen
- Air sebagai pembekal elektron
- Photolysis of water
Fotosintesis adalah proses biokimia penting yang melibatkan pengeluaran gula (glukosa) dari sinar matahari, air dan karbon dioksida, melepaskan oksigen. Ia adalah satu siri reaksi biokimia yang kompleks dan berlaku di dalam tumbuhan, alga, beberapa bakteria dan beberapa photoautótrofos. Hampir semua makhluk hidup bergantung pada proses ini. Irama fotosintesis berkaitan dengan kepekatan karbon dioksida, suhu dan keamatan cahaya matahari. Proses ini menjana tenaga daripada foton yang diserap, yang mempunyai air sebagai ejen pengurangan.
Foto fotosintesis pada masa lalu
Dengan kedatangan kehidupan di Bumi, proses fotosintesis bermula. Oleh kerana kepekatan oksigen diabaikan, fotosintesis pertama berlaku menggunakan hidrogen sulfida dan asid organik dalam air laut. Walau bagaimanapun, tahap bahan-bahan ini tidak mencukupi untuk meneruskan fotosintesis untuk jangka masa yang panjang, jadi ia telah mengalami evolusi menggunakan air sebagai ganti sebatian lain. Ini jenis fotosintesis, menggunakan air, menghasilkan pelepasan oksigen. Akibatnya, kepekatan oksigen di atmosfera mula meningkat. Kitaran ini tidak berkesudahan membuat Bumi kaya dengan oksigen, yang memungkinkan kehadiran ekosistem bergantung kepada elemen ini.
Peranan air dalam fotosintesis
Di peringkat asas, air menyediakan elektron untuk menggantikan mereka yang dikeluarkan dari klorofil dalam fotosistem II. Di samping itu, ia menghasilkan oksigen serta mengurangkan NADP kepada NADPH (diperlukan untuk kitaran Calvin) dengan melepaskan ion H +.
Air sebagai pembekal oksigen
Semasa proses fotosintesis, enam molekul karbon dioksida dan enam molekul air bertindak balas dengan kehadiran cahaya matahari untuk membentuk satu molekul glukosa dan enam oksigen. Peranan air adalah untuk melepaskan oksigen dalam molekulnya ke dalam atmosfera dalam bentuk gas O 2.
Air sebagai pembekal elektron
Air juga mempunyai peranan penting lain yang menjadi pembekal elektron. Dalam proses fotosintesis, air menyumbang elektron yang mengikat atom hidrogen (dari molekulnya sendiri) ke karbon (dari karbon dioksida) untuk membentuk gula (glukosa).
Photolysis of water
Air bertindak sebagai ejen pengurangan dengan membekalkan ion H + yang menukar NADP ke NADPH. Oleh kerana NADPH adalah agen pengurangan penting yang terdapat dalam kloroplas, pembentukannya menghasilkan kekurangan elektron selepas pengoksidaan klorofil. Kerugian ini mesti digantikan oleh elektron daripada beberapa ejen pengurangan yang lain. Enzim fotosistem II bertindak pada langkah pertama skema Z (rajah rantai pengangkutan elektron dalam fotosintesis), dan kemudian agen pengurangan yang boleh menderma elektron diperlukan untuk mengoksida klorofil, fungsi yang diberikan oleh air (yang bertindak sebagai sumber elektron dalam tumbuhan hijau dan sianobakteria). Ion hidrogen yang dikeluarkan mencipta potensi kimia (chemosmotic) melalui membran mitokondria, yang menghasilkan sintesis ATP. Photosystem II adalah enzim yang pertama kali dikenali sebagai pemangkin dalam proses pengoksidaan air ini.