W jaki sposób fotosynteza jest reakcją utleniania-redukcji?


Najlepsza odpowiedź

Fotosynteza to proces redoks, w którym zachodzi zarówno utlenianie, jak i redukcja.

CO2 + H2O → (CH2O) + O2

Utlenianie

  • Podczas fotosyntezy woda utlenia się do tlenu (O2).
  • 2H2O → O2 + 4 [H.] Wymaga energii świetlnej

Redukcja

  • 4 [H.] + CO2 → ( CH2O) + H2O
  • W procesie fotosyntezy CO2 zostaje zredukowany do węglowodanów. Wykorzystując ATP i NADPH wytwarzane w reakcjach zależnych od światła, powstałe związki są następnie redukowane i usuwane z utworzeniem dalszych węglowodanów, takich jak glukoza.
  • Równowaga między NADP / NADPH określa stan redoks. Każda reakcja redoks ma połowę utleniania i połowę redukcji.
  • NADP + redukcja do NADPH to połowa redukcji, a woda, z której powstaje tlen, to połowa utleniania.

Odpowiedź

Cząsteczki wody w tym równaniu:

6CO2 + 12H2O → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

można anulować, aby otrzymać równanie netto:

6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2

Dzielenie drugiego równania przez 6 daje ogólne równanie CO2 + H2O → [CH2O] + O2.

Pierwsze równanie jest bardziej pouczające, ponieważ podkreśla rolę cząsteczek wody w fotosyntezie. Po obu stronach równania znajduje się woda, ponieważ 12 cząsteczek wody zostaje zużytych i powstaje 6 nowych *.

6CO2 + 12 H2O → C6 H12 O6 + 6 O2 + 6 H2 O

Zwykły = atomy z dwutlenku węgla

Pogrubienie = atomy wody

Woda jest reagentem i produktem światła zależnego ( foto- ) i niezależne od światła ( -synthesis ). Te złożone reakcje składają się z wielu etapów produkcji cukru do oddychania.

Reakcja zależna od światła wykorzystuje H2O do produkcji O2:

· Cząsteczki wody są rozszczepiane, dostarczając jony wodoru (które również są protony) (H +), elektrony (e-) i O2 jako produkt uboczny.

· Reakcje świetlne wykorzystują energię słoneczną do przekształcenia NADP + w NADPH (NADP + jest redukowany (przyjmuje elektrony) i zyskuje H + jony).

· Jony H + wspomagają również produkcję ATP, która jest wykorzystywana w reakcji niezależnej od światła.

Reakcja niezależna od światła (inaczej cykl Calvina) wymaga NADPH i ATP z reakcji zależnej od światła w celu przekształcenia CO2 w cukier.

Rozszczepienie 12 cząsteczek wody daje 24 protony, czyli większość potrzebną do zajścia tych reakcji. W przeciwieństwie do uproszczonego równania, to poprawnie przedstawia, że ​​cały wytwarzany tlen pochodzi z cząsteczek wody, a nie z dwutlenku węgla.

Zarówno 6CO2 + 12H2O → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

i 6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2

to poprawne sposoby zapisania równania. To nie uproszczone jest dokładniejsze, jeśli chodzi o liczbę cząsteczek wody wykorzystywanych w reakcjach zależnych od światła i niezależnych, podczas gdy uproszczone równanie skupia się na produktach wytworzonych bezpośrednio w wyniku fotosyntezy.

* Woda na prawa strona równania nie jest bezpośrednim produktem fotosyntezy. W rzeczywistości fotosynteza byłaby

6CO2 + 12H2O → C6H12O6 + 6O2

ponieważ wszystkie reagenty i produkty biorą udział w reakcjach, ale 6H2O jest tam, aby zrównoważyć liczbę atomów . Różne reakcje niezwiązane z fotosyntezą są odpowiedzialne za rekombinację atomów wodoru i tlenu w celu utworzenia wody.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *