Biljke i alge djeluju kao svjetska banka hrane zahvaljujući svojim nevjerojatnim fotosintetskim moćima. U procesu fotosinteze živi organizmi sakupljaju sunčevu svjetlost i koriste je za proizvodnju glukoze i drugih energetski bogatih spojeva na bazi ugljika.
Znanstvenicima su tri faze procesa intrigantne, a Centar za bioenergiju i fotosintezu na Državnom sveučilištu u Arizoni čak zagovara važnost fotosinteze u odnosu na druge biološke procese.
TL; DR (predugo; Nisam pročitao)
Proces izmjene energije u fotosintezi izražava se kao 6H2O + 6CO2 + svjetlosna energija → C6H12O6 (glukoza: jednostavan šećer) + 602 (kisik).
Što je fotosinteza?
Fotosinteza je složen postupak koji se može podijeliti u dvije ili više faza, poput reakcija ovisnih o svjetlu i neovisnih o svjetlu. Trostupanjski model fotosinteze započinje apsorpcijom sunčeve svjetlosti i završava proizvodnjom glukoze.
Biljke, alge i određene bakterije klasificirane su kao autotrofi, što znači da su sposobni zadovoljiti svoje prehrambene potrebe fotosintezom. Autotrofi su na dnu
hranidbeni lanac jer proizvode hranu za sve ostale žive organizme. Na primjer, biljke jedu pašnjaci koji na kraju mogu biti izvor hrane za grabežljivce i razgrađivače.Hrana nije jedini doprinos fotosinteze. Pohranjena energija u fosilna goriva a drvo se koristi za grijanje domova, poduzeća i industrije. Znanstvenici proučavaju faze fotosinteze kako bi saznali više o tome kako autotrofi koriste sunčevu energiju i ugljični dioksid za proizvodnju organskih spojeva. Nalazi istraživanja mogli bi dovesti do novih metoda ratarske proizvodnje i povećanja prinosa.
Proces fotosinteze: Faza 1: Ubiranje zračenja energije
Kad snop sunčeve svjetlosti pogodi zelenu, lisnatu biljku, pokreće se proces fotosinteze.
Prvi korak fotosinteze događa se u kloroplasti biljnih stanica. Svjetlosne fotone apsorbira pigment zvan klorofil, kojeg ima puno u tilakoidnoj membrani svakog kloroplasta. Klorofil oku se čini zelenim jer ne upija zelene valove na svjetlosnom spektru. Umjesto toga, odražava ih, pa je to boja koju vidite.
Biljke unose ugljični dioksid kroz svoj stomati (mikroskopski otvori u tkivu) za uporabu u fotosintezi. Biljke transpiriraju i nadopunjuju kisik u zraku i oceanu.
Faza 2: Pretvorba energije zračenja
Nakon što se apsorbira zračna energija sunčeve svjetlosti, biljka pretvara svjetlosnu energiju u korisni oblik kemijske energije za gorivo biljnih stanica.
U reakcije ovisne o svjetlu koji se javljaju tijekom druge faze procesa fotosinteze, elektroni se pobuđuju i odvajaju od molekula vode, ostavljajući kisik kao nusprodukt. Vodikovi elektroni molekule vode potom se premještaju u reakcijski centar u molekuli klorofila.
U reakcijskom centru elektron prolazi duž transportnog lanca, potpomognut enzimom ATP sintazom. Energija se gubi kako se pobuđeni elektron spusti na nižu razinu energije. Energija iz elektrona prenosi se na adenozin trifosfat (ATP) i reducirani nikotinamid adenin dinukleotid fosfat (NADPH), koji se obično naziva "energetskom valutom" stanica.
Faza 3: Pohranjivanje zračeće energije
Posljednja faza procesa fotosinteze poznata je kao Calvin-Bensonov ciklus, u kojem biljka koristi atmosferski ugljični dioksid i vodu iz tla za pretvaranje ATP i NADPH. Kemijske reakcije koje čine Calvin-Bensonov ciklus događaju se u stromi kloroplasta.
Ova faza procesa fotosinteze je neovisno o svjetlu a može se dogoditi čak i noću.
ATP i NADPH imaju kratak vijek trajanja i biljka ih mora pretvoriti i pohraniti. Energija iz molekula ATP i NADPH omogućuje stanici upotrebu ili "popravljanje" atmosferskog ugljičnog dioksida, što rezultira stvaranjem šećera, masnih kiselina i glicerola u trećem stupnju fotosinteze. Energija koja biljci odmah nije potrebna sprema se za kasniju upotrebu.