Фотосинтеза је процес претварања сунчеве светлости у хемијску енергију складиштећи је у везама глукозе или шећера. Овај процес се дешава код биљака, бактерија и неких протеиста или алги да би се шећер производио као храна. Хлорофил присутан у лишћу фотосинтетских биљака хвата енергију сунчеве светлости и претвара је у угљене хидрате. Фотосинтеза користи угљен-диоксид (ЦО2) и воду као сировину за производњу шећера и ослобађање кисеоника као нуспроизвода.
Биолошка структура
Фотосинтеза се одвија првенствено у лишћу и стабљима. Типични лист укључује горњи и доњи епидермис, васкуларне снопове, мезофил и стомате или поре биљака. Горња и доња епидерма служе као заштита листа. Стомати су поре у доњем епидермису који делују као пролаз за пролазак ЦО2 и ваздуха. Васкуларни снопови покрећу воду, минерале и хранљиве материје око биљке. Мезофил садржи хлоропласт у тилакоидној мембрани. На овом месту се дешава фотосинтеза.
Појава хемијске реакције
Укупна хемијска реакција под фотосинтезом може се записати као „6Х2О + 6ЦО2> Ц6Х12О6 + 6О2.“ Процес се одвија у две фазе. Прва фаза је реакција светлости која се користи за формирање молекула високе енергије. Енергија прикупљена у светлосној реакцији складишти се у ћелијама у облику хемикалије назване АТП, или аденозин трифосфата. Друга фаза фотосинтезе назива се реакција Калвиновог циклуса.
Реакција Цалвиновог циклуса
У овом делу реакције хемијска енергија ускладиштена у АТП користи се за производњу шећера из ЦО2 путем ензимских или ензимских реакција. У почетку ЦО2 реагује са једињењем од пет угљеника, названим рибулоза бисфосфат (РуБП), катализовано ензим карбоксилаза оксигеназа да би се произвело стабилно једињење са три угљеника названо као фосфоглицерат (ПГА). Енергија ухваћена у АТП претвара ПГА у глицералдехид 3-фосфат (Г3П) који се претвара у друга органска једињења.
Фактори који ограничавају фотосинтезу
Фотосинтезу у великој мери одређују фактори као што су интензитет светлости, хранљиве материје у земљишту, доступност воде, температура и концентрација угљен-диоксида у атмосфери. Смањење нивоа воде смањује влагу из тла и затвара стомате. Ово ограничава дифузију угљен-диоксида и утиче на фотосинтезу.