Kust on pärit fotosünteesi käigus tekkiv hapnik?

09. aprill 2009, 23:42

See artikkel on kirjutatud, et selgitada
üht levinud väärarusaama, mis kerkis üles ka Novaatori artiklile kirjutatud
kommentaarides. Fotosünteesi summaarsete võrrandite alusel võib kujuneda ekslik
mulje, et jääkproduktina tekkiv hapnik on pärit süsinikdioksiidi molekulist.
Tegelikult on kogu fotosünteesi käigus tekkiv hapnik pärit vee molekulist.

Fotosüntees on taimedes, vetikates ja bakterites esinev ainevahetusrada, mille käigus päikesevalguse toimel ehitatakse süsinikdioksiidist orgaanilisi ühendeid, eelkõige suhkruid. Fotosünteesi kõrvalproduktina tekib veest hapnik, mis on elu säilimiseks Maal hädavajalik.

Taimede kloroplastides ja bakterite plasmamembraanil asuvad valgud nimega klorofüllid, mis valguse toimel ergastudes eraldavad elektroni. See ergastunud elektron antakse edasi mööda erinevatest valkudest koosnevat elektronide transpordiahelat kuni süsteemini, mis ergastunud elektroni abil muudab molekuli nimega NADP redutseeritud vormi nimega NADPH. Seda molekuli kasutatakse hiljem suhkrute ehitamiseks süsihappegaasist.

Klorofüllimolekulist lahkunud elektronid asendatakse veemolekulist pärit elektronidega. Vesi lõhutakse valgusenergia toimel kulgeva protsessi käigus, mille nimi on vee fotolüüs. Puuduva elektroniga klorofülle sisaldav valgukompleks nimega fotosüsteem 2 on teadaolevalt tugevaim oksüdeeriv vahend, mis suudab lõhkuda isegi niivõrd stabiilset molekuli, kui seda on vesi. Reaktsiooni käigus eraldatakse kahest veemolekulist neli elektroni ning neli vesinikuaatomit ehk prootonit, mida edasistes reaktsioonides energia tootmiseks vaja läheb. Kõrvalproduktina eraldub vaba hapnikumolekul, mida fotosünteesi jaoks vaja ei ole.

Veest eraldunud prootonite ja elektronide transportahela töös läbi membraanide liikuvate prootonite abil toodetakse koensüümi nimega ATP, mis on rakusisene energia ülekandja. Kui mõne protsessi käigus on vaja energiat, võetakse appi ATP, mille küljest fosfaatrühmi eraldades on võimalik saada vajaminevat energiat.

Fotosünteesi valguse mõjul toimuvate protsesside summaarne valem on seega järgmine:

2 H2O + 2 NADP+ + 2 ADP + 2 Pi + valgus ? 2 NADPH + 2 H+ + 2 ATP + O2

Kogu protsessi eesmärgiks ongi toota energiakandjaid NADPH-d ja ATP-d, mida hiljem kasutatakse orgaaniliste molekulide tegemiseks süsihappegaasist. Vaid selles fotosünteesi staadiumis toodetakse inimesele ja kõigile teistele aeroobsetele organismidele nii vajalikku hapnikku.

Kogu fotosünteesi käigus tekkiv hapnik tuleneb seega veest, mitte süsihappegaasist, mis võetakse kasutusele alles järgmistes reaktsioonides. Süsihappegaasist, ATP-st, NADPH-st ja prootonitest moodustatakse keeruliste reaktsioonitsüklite käigus esialgu kolmesüsinikulised, hiljem aga ka kuuesüsinikulised orgaanilised ühendid. Protsessi käigus vabanevad ATP energiavaesem vorm ADP, NADPH oksüdeeritud vorm NADP ning vesi. Summaarne võrrand siis järgmine:

3 CO2 + 9 ATP + 6 NADPH + 6 H+ ? C3H6O3-fosfaat + 9 ADP + 8 Pi + 6 NADP+ + 3 H2O

Nagu näha, protsessis, kus osaleb süsihappegaas, vaba hapnik ei eraldu. Hapniku aatomid, mida ei kasutata orgaaniliste ühendite ehitamiseks, vabanevad vee koosseisus.

Raadio ettevõtlikule inimesele

Äripäeva raadio 92.4

Hetkel eetris

Kava

Vaata kogu kava
Äripäev http://www.aripaev.ee/img/id-aripaev.svg
09. April 2009, 23:42
Otsi:

Ava täpsem otsing