Fotosynthese is het proces waarbij zonlicht wordt omgezet in chemische energie door het op te slaan in de bindingen van glucose of suiker. Dit proces vindt plaats in planten, bacteriën en sommige protisten, of algen om suiker als voedsel te produceren. Het chlorofyl dat aanwezig is in bladeren van fotosynthetische planten vangt energie op uit zonlicht en zet deze om in koolhydraten. Fotosynthese gebruikt koolstofdioxide (CO2) en water als grondstof om suiker te produceren en zuurstof als bijproduct af te geven.
Biologische structuur
Fotosynthese vindt voornamelijk plaats in bladeren en stengels. Het typische blad omvat de bovenste en onderste epidermis, vaatbundels, mesofyl en huidmondjes, of plantporiën. De bovenste en onderste epidermis dienen als bescherming voor het blad. De huidmondjes zijn poriën in de onderepidermis die fungeren als een doorgang voor CO2 en lucht om te passeren. De vaatbundels verplaatsen water, mineralen en voedingsstoffen rond de plant. Het mesofyl bevat chloroplast in zijn thylakoïde membraan. Dit is de plaats waar fotosynthese plaatsvindt.
Optreden van chemische reactie
De algehele chemische reactie onder fotosynthese kan worden geschreven als "6H2O + 6CO2 > C6H12O6+ 6O2." Het proces verloopt in twee fasen. De eerste fase is de reactie van licht dat wordt gebruikt om hoogenergetische moleculen te vormen. De energie die in de lichtreactie wordt geoogst, wordt in cellen opgeslagen in de vorm van een chemische stof die ATP of adenosinetrifosfaat wordt genoemd. De tweede fase van fotosynthese wordt de Calvin-cyclusreactie genoemd.
Calvin cyclus reactie Re
In dit deel van de reactie wordt chemische energie die is opgeslagen bij ATP gebruikt om suiker uit CO2 te produceren door middel van enzymatische of enzymreacties. Aanvankelijk reageert CO2 met een vijf-koolstofverbinding genaamd ribulosebisfosfaat (RuBP), gekatalyseerd door de enzymcarboxylase-oxygenase om een stabiele verbinding met drie koolstofatomen te produceren die fosfoglyceraat (PGA) wordt genoemd. Energie gevangen in ATP zet PGA om in glyceraldehyde 3-fosfaat (G3P) dat wordt omgezet in andere organische verbindingen.
Factoren die de fotosynthese beperken
Fotosynthese wordt sterk bepaald door factoren als lichtintensiteit, bodemvoedingsstoffen, waterbeschikbaarheid, temperatuur en concentratie van koolstofdioxide in de atmosfeer. Verlaging van het waterpeil vermindert vocht uit de bodem en sluit de huidmondjes. Dit beperkt de diffusie van kooldioxide en beïnvloedt de fotosynthese.