Wie ist die Photosynthese eine Oxidations-Reduktions-Reaktion?


Beste Antwort

Die Photosynthese ist ein Redoxprozess, bei dem sowohl Oxidation als auch Reduktion stattfinden.

CO2 + H2O → (CH2O) + O2

Oxidation

  • Während der Photosynthese wird Wasser zu Sauerstoff (O2) oxidiert.
  • 2H2O → O2 + 4 [H.] Benötigt Lichtenergie

Reduktion

  • 4 [H.] + CO2 → ( CH2O) + H2O
  • Bei der Photosynthese wird CO2 zu Kohlenhydraten reduziert. Unter Verwendung des ATP und des NADPH, die durch die lichtabhängigen Reaktionen erzeugt werden, werden die resultierenden Verbindungen reduziert und entfernt, um weitere Kohlenhydrate wie Glucose zu bilden.
  • Das Gleichgewicht zwischen NADP / NADPH bestimmt den Redoxzustand. Jede Redoxreaktion hat eine Oxidationshälfte und eine Reduktionshälfte.
  • NADP +, das zu NADPH reduziert wird, ist die Reduktionshälfte und Wasser, das Sauerstoff erzeugt, ist die Oxidationshälfte.

Antwort

Die Wassermoleküle in dieser Gleichung:

6CO2 + 12H2O → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

können gelöscht werden, um die Nettogleichung zu erhalten:

6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2

Wenn Sie die zweite Gleichung durch 6 teilen, erhalten Sie die allgemeine Gleichung CO2 + H2O → [CH2O] + O2.

Die erste Gleichung ist mehr informativ, weil es die Rolle der Wassermoleküle bei der Photosynthese betont. Auf beiden Seiten der Gleichung befindet sich Wasser, da 12 Wassermoleküle verbraucht und 6 neue gebildet werden *.

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

Regular = Atome aus Kohlendioxid

Fett = Atome aus Wasser

Wasser ist der Reaktant und das Produkt des lichtabhängigen ( photo- ) bzw. lichtunabhängige ( -Synthese ) Reaktionen. Diese komplexen Reaktionen enthalten mehrere Schritte zur Herstellung von Zucker für die Atmung.

Die lichtabhängige Reaktion verwendet H2O zur Herstellung von O2:

· Wassermoleküle werden gespalten und liefern Wasserstoffionen (die auch vorhanden sind) Protonen) (H +), Elektronen (e-) und O2 als Nebenprodukt.

· Lichtreaktionen nutzen Sonnenenergie, um NADP + in NADPH umzuwandeln (NADP + wird reduziert (akzeptiert die Elektronen) und gewinnt das H + Ionen).

· H + -Ionen unterstützen auch die Produktion von ATP, das in der lichtunabhängigen Reaktion verwendet wird.

Die lichtunabhängige Reaktion (auch bekannt als Calvin-Zyklus) erfordert das NADPH und ATP aus der lichtabhängigen Reaktion zur Umwandlung von CO2 in Zucker.

Die Spaltung von 12 Wassermolekülen ergibt 24 Protonen, was die Mehrheit ist, die für das Auftreten dieser Reaktionen erforderlich ist. Im Gegensatz zur vereinfachten Gleichung zeigt dies korrekt, dass der gesamte erzeugte Sauerstoff aus den Wassermolekülen und nicht aus dem Kohlendioxid stammt.

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

als auch 6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2

sind korrekte Schreibweisen für die Gleichung. Die nicht vereinfachte Gleichung ist genauer in Bezug auf die Anzahl der Wassermoleküle, die in den lichtabhängigen und unabhängigen Reaktionen verbraucht werden, während sich die vereinfachte Gleichung auf die Produkte konzentriert, die direkt aus der Photosynthese hergestellt werden.

* Das Wasser auf der Die rechte Seite der Gleichung ist kein direktes Produkt der Photosynthese. In Wirklichkeit wäre die Photosynthese

6CO2 + 12H2O → C6H12O6 + 6O2

, da alle Reaktanten und Produkte an den Reaktionen beteiligt sind, aber das 6H2O dient dazu, die Anzahl der Atome auszugleichen . Verschiedene Reaktionen, die nichts mit der Photosynthese zu tun haben, sind für die Rekombination der Wasserstoff- und Sauerstoffatome zu Wasser verantwortlich

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