הצמח והאור: תהליך הפוטוסינתזה

תהליכי חיים אינם מתקיימים ללא מקורות אנרגיה - עובדה!

מקור האנרגיה לתהליכי החיים של האדם ושל כל בעלי החיים האחרים הוא המזון אותו הם אוכלים, מזון שמקורו באורגניזמים אחרים.

צמחים, בניגוד לבעלי החיים, מייצרים בעצמם את החומרים האורגניים המשמשים להם כחומרי מזון וזאת בתהליך הקרוי "פוטוסינתזה". שם התהליך "פוטוסינתזה" מרמז על מקור האנרגיה לתהליך - האור (פוטו=אור; סינתזה= יצירה).

הפוטוסינתזה היא תהליך של המרת אנרגיית אור לאנרגיה כימית.

? איך אנרגיית אור הופכת לאנרגיה כימית?

בתהליך הפוטוסינתזה מתרכב פחמן, שמקורו בפחמן דו-חמצני מהאויר, עם יסודות אחרים ונוצרים חומרים אורגניים. תהליך הפיכת הפחמן שמקורו מן האוויר לפחמן אורגני קרוי הטמעה, והחומרים האורגנים שנוצרים בתהליך ההטמעה קרויים מוטמעים.

המוטמע העיקרי שנוצר בתהליך הפוטוסינתזה הוא הגלוקוז (C₆H₁₂O₆):

6H₂0 + 6CO₂ => 6O₂ + C₆H₁₂O₆
גלוקוז + חמצן <= [בהשפעת אנרגיית אור] פחמן דו חמצני + מים

? נסו למצוא את הנוסחא הכללית של תהליך הפוטוסינתזה

תהליך הפוטוסינתזה איננו חד שלבי ופשוט, כפי שמוצג בנוסחא הכימית, אלא כולל רצף של תהליכים ביוכימיים רבים ומסובכים. נהוג לחלק רצף תהליכים זה לשני שלבים עיקריים, הקרויים שלב קליטת האור ושלב קיבוע ה - CO₂.

בשלב קליטת האור אנרגית האור נקלטת על ידי מולקולות כלורופיל וגורמת בהן לעירור אלקטרונים. בעקבות עירור האלקטרונים בכלורופיל מתרחש תהליך פירוק של מים:

H₂0 => H⁺ + O₂
חמצן + מימן <= [בהשפעת אנרגיית אור] מים

⁺H - יוני המימן משתתפים בתהליך יצירת הפחממות בשלב קיבוע ה-CO₂

O₂ - החמצן נפלט לאויר והוא החמצן אשר אנו נושמים