Fotosinteza je postopek pretvorbe sončne svetlobe v kemično energijo, tako da jo shranimo v vezi glukoze ali sladkorja. Ta postopek se zgodi v rastlinah, bakterijah in nekaterih protistih ali algah, da proizvedejo sladkor kot hrano. Klorofil, prisoten v listih fotosintetskih rastlin, zajema energijo sončne svetlobe in jo pretvori v ogljikove hidrate. Fotosinteza uporablja ogljikov dioksid (CO2) in vodo kot surovino za proizvodnjo sladkorja in sproščanje kisika kot stranskega produkta.
Biološka zgradba
Fotosinteza poteka predvsem v listih in steblih. Tipičen list vključuje zgornjo in spodnjo povrhnjico, žilne snope, mezofil in stomate ali pore rastlin. Zgornja in spodnja povrhnjica sta zaščitni za list. Stomati so pore v spodnji povrhnjici, ki delujejo kot prehod za prehod CO2 in zraka. Žilni snopi premikajo vodo, minerale in hranila okoli rastline. Mezofil vsebuje kloroplast v tilakoidni membrani. Tu se zgodi fotosinteza.
Pojav kemijske reakcije
Celotno kemijsko reakcijo pri fotosintezi lahko zapišemo kot "6H2O + 6CO2> C6H12O6 + 6O2." Postopek poteka v dveh fazah. Prva stopnja je reakcija svetlobe, ki se uporablja za tvorbo visokoenergijskih molekul. Energija, pridobljena v svetlobni reakciji, se shrani v celicah v obliki kemikalije, imenovane ATP, ali adenozin trifosfata. Druga stopnja fotosinteze se imenuje reakcija Calvinovega cikla.
Calvinov ciklični odziv
V tem delu reakcije se kemična energija, shranjena v ATP, uporablja za proizvodnjo sladkorja iz CO2 z encimskimi ali encimskimi reakcijami. Sprva CO2 reagira s spojino s petimi ogljiki, imenovano ribulozni bisfosfat (RuBP), ki jo katalizira encim karboksilaza oksigenaza, da tvori stabilno spojino s tremi ogljiki, imenovano fosfoglicerat (PGA). Energija, zajeta v ATP, pretvori PGA v gliceraldehid 3-fosfat (G3P), ki se pretvori v druge organske spojine.
Dejavniki, ki omejujejo fotosintezo
Fotosintezo močno določajo dejavniki, kot so jakost svetlobe, hranila v tleh, razpoložljivost vode, temperatura in koncentracija ogljikovega dioksida v ozračju. Zmanjšanje vodostaja zmanjša vlago iz tal in zapre ožilje. To omejuje difuzijo ogljikovega dioksida in vpliva na fotosintezo.
