Kandungan
Manusia dan kebanyakan haiwan lain memerlukan beberapa perkara untuk bertahan hidup. Oksigen adalah salah satu daripada mereka, dan glukosa karbohidrat adalah satu lagi. Nasib baik bagi mereka, tumbuhan (dan bakteria dan alga tertentu) menghasilkan kedua-duanya sebagai hasil proses kompleks yang dikenali sebagai fotosintesis.
Formula
Rumusan yang berkaitan dengan proses fotosintesis adalah
6H2O + 6CO2 = C6H12O6 + 6O2.
Rumusan ini memberitahu anda bahawa enam molekul air ditambah enam molekul karbon dioksida akan menghasilkan satu molekul glukosa ditambah enam molekul oksigen. Keseluruhan proses ini melalui dua tahap yang berbeza sebelum selesai. Peringkat pertama adalah proses yang bergantung kepada cahaya dan tahap kedua adalah proses bebas cahaya.
Bergantung cahaya
Dalam proses yang bergantung kepada cahaya, elektron-elektron dari kloroplas (organel khusus digunakan untuk menjalankan fotosintesis) teruja menjadi keadaan tenaga yang lebih tinggi apabila ia dibombardir dengan cahaya. Ini elektron teruja menyebabkan satu siri reaksi yang menghasilkan adenosine triphosphate (ATP) dan nikotinamide adenine dinucleotide fosfat (NADPH). ATP dan NADPH kemudian digunakan untuk membuat ikatan karbon dalam proses bebas cahaya. Molekul air yang hadir dalam proses yang bergantung kepada cahaya adalah berpecah. Molekul oksigen mereka dilepaskan ke atmosfera.
Cahaya Bebas
Ingat pemisahan molekul air dalam proses yang bergantung kepada cahaya yang melepaskan molekul oksigen ke atmosfera. Oleh kerana air adalah H20, masih terdapat satu atom hidrogen. Atom hidrogen ini digunakan dalam proses bebas cahaya apabila tumbuhan mengambil karbon dioksida dari atmosfera. Karbon dioksida dan hidrogen menjadi terikat bersama melalui proses yang dinamakan penetapan karbon, yang membentuk karbohidrat yang tidak spesifik.
Photophosphorylation
Photophosphorylation adalah proses dimana tenaga cahaya menghasilkan NADPH. Pigmen khas yang terdapat dalam sel tumbuhan yang dikenali sebagai klorofil menjadikan proses ini mungkin. Dua jenis utama klorofil ialah klorofil A dan klorofil B. Secara ringkasnya, elektron-elektron molekul air yang terdapat dalam klorofil B menjadi teruja dengan kehadiran cahaya. Chlorophyll B mengambil salah satu elektron teruja yang membelah H2O molekul ke H+ dan O-2. O-2 ditukar kepada O2 dan dibebaskan ke atmosfera. Elektron yang teruja dilampirkan kepada reseptor elektron utama, dan melalui satu siri reaksi kompleks membentuk NADPH. NADPH ialah pembawa tenaga yang digunakan dalam penstabilan karbon.
Kitaran Calvin
Tumbuhan menghasilkan glukosa dalam proses yang dikenali sebagai kitaran Calvin. Karbon dioksida yang ditangkap dalam proses bebas cahaya diproses dalam kitaran ini. Untuk setiap enam molekul karbon dioksida yang ditangkap dan dimasukkan ke dalam kitaran, satu molekul glukosa dihasilkan. Bahan kimia yang menangkap karbon dioksida untuk digunakan dalam kitaran Calvin ialah ribulosa biphosphat.