Fotosyntéza je proces přeměny slunečního světla na chemickou energii jeho ukládáním do vazeb glukózy nebo cukru. K tomuto procesu dochází u rostlin, bakterií a některých protistů nebo řas za účelem výroby cukru jako potravy. Chlorofyl přítomný v listech fotosyntetických rostlin zachycuje energii ze slunečního světla a přeměňuje ji na sacharidy. Fotosyntéza využívá oxid uhličitý (CO2) a vodu jako surovinu k výrobě cukru a uvolňování kyslíku jako vedlejšího produktu.
Biologická struktura
Fotosyntéza probíhá především v listech a stoncích. Typický list zahrnuje horní a dolní epidermis, cévní svazky, mezofyl a stomát nebo rostlinné póry. Horní a dolní epidermis slouží jako ochrana listu. Stomaty jsou póry ve spodní epidermis, které fungují jako průchod pro průchod CO2 a vzduchu. Cévní svazky pohybují vodou, minerály a živinami kolem rostliny. Mesofyl obsahuje ve své tylakoidní membráně chloroplast. Na tomto místě dochází k fotosyntéze.
Výskyt chemické reakce
Celková chemická reakce při fotosyntéze může být napsána jako „6H2O + 6CO2> C6H12O6 + 6O2.“ Proces probíhá ve dvou fázích. První fází je reakce světla používaného k tvorbě vysokoenergetických molekul. Energie získaná při světelné reakci je uložena v buňkách ve formě chemikálie pojmenované jako ATP nebo adenosintrifosfát. Druhá fáze fotosyntézy se nazývá reakce Calvinova cyklu.
Reakce Calvinova cyklu
V této části reakce se chemická energie uložená v ATP používá k výrobě cukru z CO2 pomocí enzymatických nebo enzymových reakcí. Zpočátku CO2 reaguje s pěti uhlíkatou sloučeninou zvanou ribulóza bisfosfát (RuBP), katalyzovanou enzym karboxyláza oxygenáza za vzniku stabilní sloučeniny se třemi uhlíky nazývané fosfoglycerát (PGA). Energie zachycená v ATP převádí PGA na glyceraldehyd-3-fosfát (G3P), který se převádí na jiné organické sloučeniny.
Faktory omezující fotosyntézu
Fotosyntéza je vysoce určena faktory, jako je intenzita světla, živiny v půdě, dostupnost vody, teplota a koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře. Pokles hladiny vody snižuje vlhkost z půdy a uzavírá průduchy. To omezuje difúzi oxidu uhličitého a ovlivňuje fotosyntézu.
