Fotosinteza je proces pretvaranja sunčeve svjetlosti u kemijsku energiju spremanjem u veze glukoze ili šećera. Taj se postupak događa u biljkama, bakterijama i nekim proteistima ili algama da bi se šećer proizvodio kao hrana. Klorofil prisutan u lišću fotosintetskih biljaka hvata energiju sunčeve svjetlosti i pretvara je u ugljikohidrate. Fotosinteza koristi ugljični dioksid (CO2) i vodu kao sirovinu za proizvodnju šećera i oslobađanje kisika kao nusproizvoda.
Biološka struktura
Fotosinteza se odvija prvenstveno u lišću i stabljikama. Tipični list uključuje gornju i donju epidermu, vaskularne snopove, mezofil i stomate ili biljne pore. Gornja i donja epiderma služe kao zaštita lista. Stomati su pore u donjoj epidermi koji djeluju kao prolaz za prolazak CO2 i zraka. Vaskularni snopovi pokreću vodu, minerale i hranjive sastojke oko biljke. Mezofil sadrži kloroplast u tilakoidnoj membrani. Ovdje se događa fotosinteza.
Pojava kemijske reakcije
Ukupna kemijska reakcija pod fotosintezom može se zapisati kao "6H2O + 6CO2> C6H12O6 + 6O2." Proces se odvija u dvije faze. Prva faza je reakcija svjetlosti koja se koristi za stvaranje molekula visoke energije. Energija prikupljena u svjetlosnoj reakciji pohranjuje se u stanicama u obliku kemikalije nazvane ATP ili adenozin trifosfata. Druga faza fotosinteze naziva se reakcija Calvinovog ciklusa.
Calvinova reakcija ciklusa
U ovom dijelu reakcije kemijska energija pohranjena u ATP-u koristi se za proizvodnju šećera iz CO2 enzimatskim ili enzimskim reakcijama. U početku CO2 reagira sa spojem od pet ugljika koji se naziva ribuloza bisfosfat (RuBP), kataliziran enzim karboksilaza oksigenaza da bi se dobio stabilan spoj s tri ugljika koji se naziva fosfoglicerat (PGA). Energija zarobljena u ATP pretvara PGA u gliceraldehid 3-fosfat (G3P) koji se pretvara u druge organske spojeve.
Čimbenici koji ograničavaju fotosintezu
Fotosinteza je u velikoj mjeri određena čimbenicima kao što su intenzitet svjetlosti, hranjive tvari u tlu, dostupnost vode, temperatura i koncentracija ugljičnog dioksida u atmosferi. Smanjenje razine vode smanjuje vlagu iz tla i zatvara stomate. To ograničava difuziju ugljičnog dioksida i utječe na fotosintezu.