Fotosinteza je proces pretvorbe sončne svetlobe v kemično energijo, tako da se shrani v vezi glukoze ali sladkorja. Ta proces se pojavlja v rastlinah, bakterijah in nekaterih protetikih ali algah, da pridelajo sladkor kot hrana. Klorofil, prisoten v listih fotosintetskih rastlin, zajame energijo iz sončne svetlobe in jo pretvori v ogljikove hidrate. Fotosinteza uporablja ogljikov dioksid (CO2) in vodo kot surovino za proizvodnjo sladkorja in sproščanje kisika kot stranski proizvod.
Biološka zgradba
Fotosinteza poteka predvsem v listih in steblih. Tipičen list vključuje zgornjo in spodnjo povrhnjico, žilne snope, mezofil in stomate ali rastlinske pore. Zgornja in spodnja povrhnjica služita kot zaščita za list. Stomates so pore v spodnji povrhnjici, ki delujejo kot prehod CO2 in zraka. Vaskularni snopi premikajo vodo, minerale in hranila okoli rastline. Mezofil vsebuje kloroplast v svoji tilakoidni membrani. Tu se dogaja fotosinteza.
Pojav kemičnih reakcij
Celotno kemijsko reakcijo pod fotosintezo 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 trifosfat. Druga faza fotosinteze se imenuje reakcija cikla Calvin.
Calvin reakcija cikla
V tem delu reakcije se kemična energija, shranjena na ATP, porabi za proizvodnjo sladkorja iz CO2 s pomočjo encimskih ali encimskih reakcij. Sprva CO2 reagira s pet-ogljikovo spojino, imenovano ribuloza bisfosfat (RuBP), ki jo katalizira encim karboksilaza oksigenaza, da nastane stabilna, tri-ogljikova spojina, imenovana kot fosfoglicerat (PGA). Energija, ujeta 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 intenzivnost svetlobe, hranila v tleh, razpoložljivost vode, temperatura in koncentracija ogljikovega dioksida v atmosferi. Znižanje gladine vode zmanjšuje vlago iz tal in zapre ustnike. To omejuje difuzijo ogljikovega dioksida in vpliva na fotosintezo.
