Фотосинтеза представља биолошки процес којим биљке претварају светлосну енергију у шећер да би напајале биљне ћелије. Састоји се од две фазе, једна фаза претвара светлосну енергију у шећер, а затим ћелијско дисање претвара шећер у аденозин трифосфат, познат као АТП, гориво за сав ћелијски живот. Претварање неупотребљиве сунчеве светлости чини биљке зеленим.
Иако су механизми фотосинтезе сложени, укупна реакција се одвија на следећи начин: угљен-диоксид + сунчева светлост + вода> глукоза (шећер) + молекуларни кисеоник. Фотосинтеза се одвија кроз неколико корака који се дешавају током две фазе: светле фазе и тамне фазе.
Прва фаза: Светлосне реакције
У процесу зависном од светлости, који се одвија у грани, сложена мембранска структура унутар хлоропласта, директна енергија светлости помаже биљци да створи молекуле који носе енергију за коришћење у тамној фази фотосинтеза. Биљка користи светлосну енергију за стварање коензима никотинамид аденин динуклеотид фосфата или НАДПХ и АТП, молекула који носе енергију. Хемијске везе у овим једињењима складиште енергију и користе се током тамне фазе.
Друга фаза: Мрачне реакције
Тамна фаза, која се одвија у строми и у мраку када су присутни молекули који носе енергију, позната је и као Цалвинов циклус или Ц3 циклус. Тамна фаза користи АТП и НАДПХ генерисане у светлој фази за стварање Ц-Ц ковалентних веза угљених хидрата од угљен-диоксид и вода, са хемикалијом рибулоза бифосфат или РуБП, хемикалијом 5-Ц која хвата угљеник диоксид. Шест молекула угљен-диоксида улази у циклус, који заузврат производи један молекул глукозе или шећера.
Како делује фотосинтеза
Кључна компонента која покреће фотосинтезу је молекул хлорофил. Хлорофил је велики молекул са посебном структуром која му омогућава да ухвати светлосну енергију и претвори је у електрони високе енергије, који се користе током реакција две фазе да би на крају произвели шећер или глукоза.
Код фотосинтетских бактерија, реакција се одвија у ћелијској мембрани и унутар ћелије, али изван језгра. У биљкама и фотосинтетским праживотињама - протозоји су једноћелијски организми који припадају еукариоту домен, исти домен живота који укључује биљке, животиње и гљиве - фотосинтеза се одвија унутар хлоропласти. Хлоропласти су врста одељења органела или мембраном везаних, прилагођена за одређене функције попут стварања енергије за биљке.
Хлоропласти - еволуциона прича
Иако хлоропласти данас постоје у другим ћелијама, попут биљних ћелија, они имају своју ДНК и гене. Анализа секвенце ових гена открила је да су хлоропласти еволуирали из независно живих фотосинтетских организама повезаних са групом бактерија која се назива цијанобактерија.
Сличан процес се догодио када су се преци митохондрија, органела унутар ћелија у којима се одвија оксидативно дисање, хемијска супротност фотосинтези. Према теорији ендосимбиозе, теорији која је недавно добила подстицај због нове студије објављене у часопису Натуре, оба хлоропласта и митохондрије су некада живеле као независне бактерије, али су биле захваћене прецима еукариота, што је на крају довело до појаве биљака и Животиње.
