انواع فرایند فتوسنتز

دو نوع فرآیند فتوسنتز وجود دارد: فتوسنتز اکسیژنی و فتوسنتز غیر اکسیژنی.

اصول کلی فتوسنتز اکسیژنی و غیر اکسیژنی بسیار شبیه است، اما فتوسنتز اکسیژنی رایج‌تر بوده و در گیاهان، جلبک‌ها و سیانوباکتری‌ها دیده می‌شود.

در طول فتوسنتز اکسیژنی، انرژی نوری جهت تولید کربوهیدرات الکترون‌ها را از آب (H₂O) به دی‌اکسید کربن (CO₂) منتقل می‌کند. در این انتقال CO₂ الکترون دریافت کرده و اصطلاحاً “احیا می‌شود” و آب الکترون ازدست‌داده و اصطلاحاً “اکسید می‌شود” و درنهایت به همراه کربوهیدرات‌ها اکسیژن (O₂) نیز تولید می‌شود تولید می‌شود. فتوسنتز اکسیژنی با دریافت CO₂ تولیدشده توسط تمام ارگانیسم‌های تنفسی و واردکردن مجدد  O₂به اتمسفر، به‌عنوان یک متعادل‌کننده تنفسی عمل می‌کند.

از طرف دیگر، در فتوسنتز غیر اکسیژنی از دهنده‌های الکترون غیر از H₂O استفاده می‌شود. این فرآیند به‌طورمعمول در باکتری‌هایی مانند باکتری‌های ارغوانی و باکتری‌های گوگردی سبز رخ می‌دهد که عمدتاً در زیستگاه‌های مختلف آبی یافت می‌شوند.

به گفته David Baum استاد گیاه‌شناسی دانشگاه Wisconsin-Madison، “فتوسنتز غیر اکسیژنی ازاین‌رو که اکسیژن تولید نمی‌کند، این‌گونه نام‌گذاری شده است. نوع ماده تولیدشده به نوع دهنده الکترون بستگی دارد. به‌عنوان‌مثال، بسیاری از باکتری‌ها از گاز هیدروژن سولفید (H₂S) که دارای بوی بدی شبیه تخم‌مرغ فاسد دارد استفاده کرده و گوگرد جامد را به‌عنوان محصول جانبی تولید می‌کنند”.

اگرچه هر دو نوع فتوسنتز پیچیده و چندمرحله‌ای هستند، اما روند کلی را می‌توان به‌طور منظم در قالب یک معادله شیمیایی خلاصه کرد.

واکنش فتوسنتز اکسیژنی به شرح زیر نوشته می‌شود:

6CO₂ + 12H₂O + Light Energy → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O

در اینجا شش مولکول دی‌اکسید کربن (CO2) با استفاده از انرژی نوری (Light Energy) با 12 مولکول آب (H2O) ترکیب می‌شود. نتیجه نهایی، تشکیل یک مولکول کربوهیدرات منفرد (C₆H₁₂O₆ یا گلوکز) به همراه شش مولکول اکسیژن قابل‌تنفس و همچنین شش مولکول آب است.

به‌طور مشابه، واکنش‌های مختلف فتوسنتز غیر اکسیژنی را می‌توان به این صورت نشان داد:

فرمول عمومی واحد:

CO₂ + 2H₂A + Light Energy → [CH₂O] + 2A + H₂O

حرف A در معادله یک متغیر است و H₂A بیانگر دهنده بالقوه الکترون است.

به‌عنوان‌مثال Govindjee و John Whitmarsh دو گیاه‌شناس دانشگاه Illinois در Urbana-Champaign در کتاب “مفاهیم گیاه‌شناسی: فتوسنتز و فتومورفوژنز (تأثیر نور بر شکل گیاه)” (انتشارات Narosa و موسسه علمی Kluwer، 1999) توضیح دادند که A می‌تواند نشان‌دهنده گوگرد در دهنده الکترون سولفید هیدروژن (H₂S) باشد.

برای مطالعه مقالات علمی درزمینه چوب به قسمت مقالات سایت ونون وود مراجعه کنید.