A fotoszintetizálás lényege mi?

A fotoszintetizálás lényege a napenergia lekötése kémiai energiahordozókba. Ez teszi lehetővé a földi életet, mert a bioszféra csaknem 100%-ban napenergiával működik.

Vannak ugyan kemotróf életformák is, de kétséges hogy ezek egyáltalán kialakulhattak volna az autotróf életformák burjánzása nélkül.

A fotoszintézis során a növény fényenergia segítségével vizet bont oxigénre, hidrogénionokra, és elektronokra. Az utóbbi kettőt egy transzport lánc végén arra használja fel, hogy NADP-t redukáljon NADPH-vá, ami később a szén-dioxidot megkötő körfolyamatban használódik fel. Ez a kör a Calvin-ciklus, aminek a lényege, hogy az öt szénatomos ribulóz-1,5-biszfoszfát karboxilálódik, és két darab három szénatomos 3-foszfoglicerát molekula képződik belőle. A kettőből az egyik a ribulóz újratermelésére használódik fel, a másikat pedig továbbalakítja a sejt más szerves molekulákká, és végső soron glükózt csinál belőle.

A glükózt arra használja a növény, hogy ATP-t termeljen a lebontásával, és hogy cellulózt szintetizáljon belőle, ami a növényi test növekedéséhez kell. Nettó oxigénfelszabadulás azért van, mert amikor a növény nem használ el egy glükózt energiatermelésre, akkor a szintézise során termelt oxigént sem használja fel.

A négyeshez pedig a pontosítás kedvéért annyit tennék hozzá, hogy a kemotróf és az autotróf szavak nem egymás ellentétei, ezek különböző tulajdonságokra vonatkoznak. Egy élőlény kemotróf, hogyha a fennmaradásához szükséges energiát kémiai anyagok átalakításával szerzi, és fototróf, ha fényenergiát használ. Az autotrófok egyedül is képesek szervetlen alapanyagokból az életükhöz szükséges szerves molekulákat megszintetizálni, a heterotrófoknak viszont már meglévő szerves anyagot kell megenniük. A hétköznapi életben szinte minden kemotróf amivel találkozunk heterotróf, és szinte minden autotróf fototróf, de léteznek kemoautotrófok mikroorganizmusok, sőt néhány fotoheterotróf is, például egyes fotoszintetikus nem-kén baktériumok.

#4

"Vannak ugyan kemotróf életformák is, de kétséges hogy ezek egyáltalán kialakulhattak volna az autotróf életformák burjánzása nélkül."

Tudtommal jelenleg a témával foglalkozó kutatók többsége úgy gondolja, hogy az első élőlények kemotrófok voltak, és a fotoszintézis csak később fejlődött ki. Persze nehéz biztosat mondani ebben a témában.

Ez a cikk például azt állítja, hogy az első ökoszisztémák elemi hidrogént használó kemoautotrófokon alapultak:

[link]

Ez a cikk azzal foglalkozik, hogy a korábban fejlődött ki a baktériumok között a fotoszintézis képessége, mint addig gondolták, de ez sem állítja, hogy az összes baktérium (vagy összes élőlény) közös őse fototróf lett volna.

[link]

#5

Szép, alapos válasz! Két apró megjegyzésem volna.

1. "A kettőből az egyik a ribulóz újratermelésére használódik fel, a másikat pedig továbbalakítja a sejt más szerves molekulákká, és végső soron glükózt csinál belőle."

Ez így nem egészen igaz. Normál esetben képződő 3-foszfoglicerátok (illetve az abból képződő 3-fosszfoglicerinaldehid molekulák) 5/6-a fordítódik a ribulóz regenerációjára, és csak 1/6 más szerves anyagok (leggyakrabban glükóz) szintézisére.

2. "a heterotrófoknak viszont már meglévő szerves anyagot kell megenniük."

Ez már tényleg a kákán is csomót keresés szint tőlem, de én a "felvenni" szót használnám a "megenni" helyett. Például egy heterotróf baktériumra vagy gombára szerintem nem nagyon szoktuk azt mondani, hogy eszik. (De lehet, hogy ezt már csak én gondolom túl.)