Фотосинтеза је процес којим биљке производе храну користећи угљен-диоксид, воду и сунчеву светлост. Угљен-диоксид улази у биљку кроз мале поре у њеном лишћу, зване стомати. Вода путује до лишћа венама у биљци након што је упије корен.
У процесу фотосинтезе, енергија сунчеве светлости користи се за стварање глукозе из ЦО2 и Х.2О. Ова глукоза обезбеђује храну за биљку. Будући да многи виши облици живота зависе и од биљака које једу и од кисеоника, овај процес је од виталног значаја за њега опстанак екосистема.
Белешка: Фотосинтеза се такође јавља код алги и неких врста бактерија. Фокус овог поста је на фотосинтеза у биљкама.
Локација фотосинтезе
Фотосинтеза се јавља у хлоропластима који се налазе у лишћу и зеленим стабљима биљака. Један лист има десетине хиљада ћелија од којих свака има 40 до 50 хлоропласта.
Сваки хлоропласт је подељен у многе одељке у облику диска који се називају тилакоиди, а који су поређани вертикално попут хрпе палачинки. Свака гомила назива се гранум (множина је грана) који је суспендован у течности званој строма. Тхе
реакције зависне од светлости јављају се у грани; реакције независне од светлости одвијају се у строми хлоропласта.Две фазе фотосинтезе
Иако читав процес може трајати мање од једног минута, процес фотосинтезе је заправо прилично сложен.
Постоје два корака фотосинтезе: светлосне реакције (фото део) и мрачне реакције који су познати и као Цалвин Цицле (део синтезе), а свака од фаза фотосинтезе има више корака.
Реакције зависне од светлости
Први корак фотосинтезе користи светлосна енергија да би се створили молекули носача енергије који ће се користити у другом процесу. Познате као светлосне реакције, ове реакције директно користе сунчеву енергију. Стотине молекула пигмента налазе се у фотоцентрима у тилакоидна мембрана и делују као антене за упијање светлости и пренос енергије до молекула хлорофила.
Ови фотосинтетски пигменти омогућавају биљкама да упијају сунчеву светлост која је потребна за започињање процеса. Светлост побуђује електроне, узрокујући више енергетско стање. То резултира претварањем енергије са сунца у хемијску енергију која је пружа храна за биљку.
Молекули хлорофила у биљкама чине реакциони центар који преноси високоенергијске електроне на акцепторске молекуле, који се затим преносе кроз низ мембранских носача. Ови високоенергетски електрони пролазе између молекула и резултирају поделом молекула воде на кисеоник, јоне водоника и електроне.
У овом првом кораку, низ реакција доводи до тога да се сунчева енергија претвара у хемијску енергију и то у две одвојене фотосистема, електрони се секвенцијално преносе да би створили аденозин трифосфат (АТП) и никотин аденин динуклеотид фосфат (НАДП+).
Неки од електрона високе енергије настављају да смањују НАДП+ до НАДПХ. Произведени кисеоник се дифундира из хлоропласта и излази у атмосферу кроз поре у листу. АТП и НАДПХ произведени у овој првој фази користе се у следећем кораку где се ствара глукоза.
Светло независне реакције
Други процес фотосинтезе резултира биосинтезом угљених хидрата из ЦО2. У овој фази која је независна од светлости (раније позната као тамна), НАДПХ створен у првом кораку даје водоник који хоће формирају глукозу док АТП настао у реакцијама зависним од светлости даје енергију неопходну за његову синтезу.
Такође познат као Цалвинов циклус, ова фаза се одвија у строми и резултира производњом сахароза, који ће се затим користити као извор хране и енергије за биљку. Назван по Мелвину Цалвину, ова фаза користи АТП и НАДПХ који су створени у првој фази, заједно са ензимом рибулоза бисфосфат карбоксилазом који се налази у хлоропласту.
Овде рибулоза служи као катализатор, да „фиксира“ молекуле угљеника који се затим претварају у угљене хидрате који биљци служе као извор енергије.