Fotosyntéza je proces přeměny slunečního světla na chemickou energii tím, že je uložen ve vazbách glukózy nebo cukru. K tomuto procesu dochází u rostlin, bakterií a některých protistů nebo řas za účelem produkce cukru jako potravy. Chlorofyl přítomný v listech fotosyntetických rostlin zachycuje energii ze slunečního světla a přeměňuje ji na uhlohydráty. Fotosyntéza používá oxid uhličitý (CO2) a vodu jako surovinu k výrobě cukru a uvolňování kyslíku jako vedlejšího produktu.
Biologická struktura
Fotosyntéza probíhá především v listech a stoncích. Typický list zahrnuje horní a dolní epidermu, vaskulární svazky, mezofyl a stomát nebo póry rostlin. Horní a dolní epidermis slouží jako ochrana listu. Stomáty jsou póry ve spodní epidermis, které fungují jako průchod CO2 a vzduchu. Cévní svazky pohybují kolem rostliny vodu, minerály a živiny. Mezofyl obsahuje chloroplast ve své tylakoidní membráně. To je místo, kde dochází k fotosyntéze.
Výskyt chemické reakce
Celková chemická reakce ve fotosyntéze může být psána jako "6H2O + 6CO2 -----> C6H12O6 + 6O2." Proces probíhá ve dvou fázích. Prvním stupněm je reakce světla použitého k vytvoření molekul s vysokou energií. Energie získaná při světelné reakci je uložena v buňkách ve formě chemikálie pojmenované jako ATP nebo adenosintrifosfát. Druhá fáze fotosyntézy se nazývá Calvinova cyklická reakce.
Calvinova reakce cyklu
V této části reakce se chemická energie uložená v ATP používá k produkci cukru z CO2 enzymatickými nebo enzymatickými reakcemi. Zpočátku CO2 reaguje s pěti uhlíkovou sloučeninou zvanou ribulóza bisfosfát (RuBP), katalyzovanou enzymem karboxyláza oxygenáza za vzniku stabilní, tří uhlíkové sloučeniny nazývané fosfoglycerát (PGA). Energie zachycená v ATP přeměňuje PGA na glyceraldehyd 3-fosfát (G3P), který se přeměňuje na jiné organické sloučeniny.
Faktory omezující fotosyntézu
Fotosyntéza je vysoce určena faktory, jako je intenzita světla, půdní živiny, dostupnost vody, teplota a koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře. Snížení hladiny vody snižuje vlhkost z půdy a uzavírá stomatu. To omezuje difúzi oxidu uhličitého a ovlivňuje fotosyntézu.
