Fotosyntéza představuje biologický proces, při kterém rostliny přeměňují světelnou energii na cukr na palivo rostlinných buněk. Skládá se ze dvou stupňů, jeden stupeň přeměňuje světelnou energii na cukr a poté buněčné dýchání přeměňuje cukr na adenosintrifosfát, známý jako ATP, palivo pro celý buněčný život. Díky přeměně nepoužitelného slunečního záření jsou rostliny zelené.
Zatímco mechanismy fotosyntézy jsou složité, celková reakce probíhá následovně: oxid uhličitý + sluneční světlo + voda> glukóza (cukr) + molekulární kyslík. Fotosyntéza probíhá několika kroky, které probíhají ve dvou fázích: fáze světla a fáze temna.
Fáze jedna: Světelné reakce
V procesu závislém na světle, který probíhá v grana, je složená membránová struktura v chloroplastech, přímá energie světla pomáhá rostlině vytvářet molekuly, které přenášejí energii pro využití v temné fázi fotosyntéza. Rostlina využívá světelnou energii k výrobě koenzymu nikotinamidadeninindinukleotid fosfát nebo NADPH a ATP, molekul, které přenášejí energii. Chemické vazby v těchto sloučeninách ukládají energii a používají se během temné fáze.
Fáze dvě: Temné reakce
Temná fáze, která probíhá ve stromatu a ve tmě, když jsou přítomny molekuly nesoucí energii, je také známá jako Calvinův cyklus nebo C3 cyklus. Temná fáze využívá ATP a NADPH generované ve světlé fázi k vytvoření kovalentních vazeb C-C sacharidů z oxid uhličitý a voda, s chemickou látkou ribulóza bifosfát nebo RuBP, chemická látka 5-C zachycující uhlík oxid uhličitý. Šest molekul oxidu uhličitého vstupuje do cyklu, který zase produkuje jednu molekulu glukózy nebo cukru.
Jak funguje fotosyntéza
Klíčovou složkou, která řídí fotosyntézu, je molekula chlorofyl. Chlorofyl je velká molekula se speciální strukturou, která mu umožňuje zachytit světelnou energii a přeměnit ji na vysokoenergetické elektrony, které se používají během reakcí dvou fází k konečné produkci cukru nebo glukóza.
U fotosyntetických bakterií probíhá reakce v buněčné membráně a uvnitř buňky, ale mimo jádro. V rostlinách a fotosyntetických prvokech - prvoky jsou jednobuněčné organismy patřící do eukaryotu doména, stejná doména života, která zahrnuje rostliny, zvířata a houby - uvnitř probíhá fotosyntéza chloroplasty. Chloroplasty jsou typem oddílů vázaných na organely nebo membrány, přizpůsobených pro specifické funkce, jako je vytváření energie pro rostliny.
Chloroplasty - evoluční příběh
Zatímco chloroplasty dnes existují v jiných buňkách, jako jsou rostlinné buňky, mají svou vlastní DNA a geny. Analýza sekvence těchto genů odhalila, že chloroplasty se vyvinuly z nezávisle žijících fotosyntetických organismů souvisejících se skupinou bakterií zvaných sinice.
Podobný proces nastal, když předkové mitochondrií, organel v buňkách, kde dochází k oxidačnímu dýchání, chemickému opaku fotosyntézy. Podle teorie endosymbiózy, teorie, která byla nedávno posílena kvůli nové studii publikované v časopise Nature, oba chloroplasty a mitochondrie kdysi žily jako nezávislé bakterie, ale byly pohlceny předky eukaryot, což nakonec vedlo ke vzniku rostlin a zvířata.