Fotosyntéza je proces, při kterém rostliny připravují jídlo pomocí oxidu uhličitého, vody a slunečního světla. Oxid uhličitý vstupuje do rostliny malými póry v listech, které se nazývají průduchy. Voda cestuje k listům žilkami v rostlině poté, co je absorbována kořeny.
V procesu fotosyntézy se energie ze slunečního světla používá k výrobě glukózy z CO2 a H2Ó. Tato glukóza poskytuje rostlině potravu. Vzhledem k tomu, že mnoho vyšších forem života závisí jak na rostlinách, tak na jídle, tak na kyslíku, který dýchá, je tento proces životně důležitý přežití ekosystémů.
Poznámka: Fotosyntéza se vyskytuje také u řas a některých druhů bakterií. Tento příspěvek je zaměřen na fotosyntéza v rostlinách.
Umístění fotosyntézy
K fotosyntéze dochází v chloroplastech nacházejících se v listech a zelených stoncích rostlin. Jeden list má desítky tisíc buněk, z nichž každá má 40 až 50 chloroplastů.
Každý chloroplast je rozdělen do mnoha diskovitých oddílů zvaných thylakoidy, které jsou uspořádány svisle jako hromada palačinek. Každý stoh se nazývá granum (množné číslo je grana), které je suspendováno v tekutině zvané stroma. The
reakce závislé na světle vyskytují se v grana; reakce nezávislé na světle probíhají ve stromatu chloroplastů.Dvě fáze fotosyntézy
Ačkoli celý proces může trvat méně než minutu, proces fotosyntézy je ve skutečnosti poměrně složitý.
Existují dva kroky fotosyntézy: světelné reakce (foto část) a temné reakce které jsou také známé jako Calvinův cyklus (část syntéza) a každá z fází fotosyntézy má několik kroků.
Reakce závislé na světle
První krok použití fotosyntézy světelná energie k vytvoření molekul nosiče energie, které budou použity ve druhém procesu. Tyto reakce, známé jako světelné reakce, využívají přímo sluneční energii. Stovky molekul pigmentu jsou obsaženy ve fotocentrech v tylakoidní membrána a působí jako antény, které absorbují světlo a přenášejí energii na molekulu chlorofylu.
Tyto fotosyntetické pigmenty umožňují rostlinám absorbovat sluneční světlo, které je nezbytné pro zahájení procesu. Světlo vzrušuje elektrony a způsobuje vyšší energetický stav. To má za následek přeměnu energie ze slunce na chemickou energii, která poskytuje jídlo pro rostlinu.
Molekuly chlorofylu v rostlinách tvoří reakční centrum, které přenáší vysokoenergetické elektrony na akceptorové molekuly, které jsou poté přenášeny přes řadu membránových nosičů. Tyto vysokoenergetické elektrony procházejí mezi molekulami a vedou k rozdělení molekul vody na kyslík, ionty vodíku a elektrony.
V tomto prvním kroku řada reakcí způsobí, že se sluneční energie převede na chemickou energii a to ve dvou samostatných fotosystémy, elektrony jsou postupně přenášeny za vzniku adenosintrifosfátu (ATP) a nikotinu adenin dinukleotidu fosfát (NADP+).
Některé z vysokoenergetických elektronů poté snižují NADP+ do NADPH. Vyprodukovaný kyslík difunduje z chloroplastu a uniká do atmosféry póry v listu. ATP a NADPH produkované v této první fázi se používají v dalším kroku, kde se vytváří glukóza.
Lehké nezávislé reakce
Druhý proces fotosyntézy vede k biosyntéze uhlohydrátů z CO2. V této na světle nezávislé (dříve známé jako temné) fázi poskytuje NADPH vytvořený v prvním kroku vodík, který bude tvoří glukózu zatímco ATP vytvořený při reakcích závislých na světle poskytuje energii potřebnou k jeho syntéze.
Tato fáze, známá také jako Calvinův cyklus, probíhá ve stromatu a vede k produkci sacharóza, které pak budou použity jako zdroj potravy a energie pro rostlinu. Pojmenovaná pro Melvin Calvin, tato fáze používá ATP a NADPH, které byly vytvořeny v první fázi, spolu s enzymem ribulóza-bisfosfátkarboxyláza nacházející se v chloroplastu.
Zde ribulóza slouží jako katalyzátor k „fixaci“ molekul uhlíku, které se pak přeměňují na sacharidy, které slouží rostlině jako zdroj energie.
