Saznajte više o formuli fotosinteze

Neki organizmi trebaju stvoriti energiju koja im je potrebna da bi preživjeli. Ti su organizmi sposobni apsorbirati energiju sunčeve svjetlosti i koristiti je za proizvodnju šećer i drugi organski spojevi kao što su lipidi i proteini. Zatim se šećeri koriste za pružanje energije organizmu. Ovaj postupak, nazvan fotosinteza, koristi fotosintetski organizmi uključujući bilje, algei cijanobakterije.

U fotosintezi solarna se energija pretvara u kemijsku energiju. Kemijska energija se skladišti u obliku glukoze (šećera). Ugljični dioksid, voda i sunčeva svjetlost koriste se za proizvodnju glukoze, kisika i vode. Kemijska jednadžba ovog postupka je:

6CO₂ + 12H₂O + svjetlo → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O

Šest molekula ugljičnog dioksida (6CO₂) i dvanaest molekula vode (12H₂O) u procesu se troše, dok glukoza (C₆H₁₂O₆), šest molekula kisika (6O₂) i šest molekula vode (6H₂O) nastaju.

Ova se jednadžba može pojednostaviti kao: 6CO₂ + 6H₂O + svjetlo → C₆H₁₂O₆ + 6O₂.

U biljkama se fotosinteza odvija uglavnom unutar lišće. Budući da fotosinteza zahtijeva ugljični dioksid, vodu i sunčevu svjetlost, sve te tvari moraju se dobiti ili prenijeti u lišće. Ugljični dioksid dobiva se kroz sitne pore u lišću biljke zvane stomata. Kisik se također oslobađa kroz stomate. Voda biljka dobija kroz korijenje i dostavlja ga u lišće kroz sustavi vaskularnog biljnog tkiva. Sunčevu svjetlost apsorbira klorofil, zeleni pigment smješten u biljna stanica zvane strukture kloroplasta. Kloroplasti su mjesta fotosinteze. Kloroplasti sadrže nekoliko struktura od kojih svaka ima specifične funkcije:

• Vanjske i unutarnje membrane- zaštitne obloge koje sadrže zatvorene strukture kloroplasta.
• stroma- gusta tekućina unutar kloroplasta. Mjesto pretvorbe ugljičnog dioksida u šećer.
• thylakoid—Plodne sakralne membranske strukture. Mjesto pretvorbe svjetlosne energije u kemijsku energiju.
• Grana- gusto slojeviti slojevi tilakoidnih vreća. Mjesta pretvaranja svjetlosne energije u kemijsku.
• Klorofil- zeleni pigment unutar kloroplasta. Apsorbira svjetlosnu energiju.

Fotosinteza se odvija u dva stadija. Ove faze nazivamo reakcijama svjetla i tamnim reakcijama. Svjetlosne reakcije odvijaju se u prisutnosti svjetlosti. Za tamne reakcije nije potrebno izravno svjetlo, međutim tamne reakcije kod većine biljaka javljaju se tijekom dana.

Svjetlosne reakcije javljaju se uglavnom u tilakoidnim gomilama grana. Ovdje se sunčeva svjetlost pretvara u kemijsku energiju u obliku ATP (molekula koja sadrži slobodnu energiju) i NADPH (visokoenergetska molekula elektrona). Klorofil apsorbira svjetlosnu energiju i pokreće lanac koraka koji rezultiraju proizvodnjom ATP-a, NADPH-a i kisika (cijepanjem vode). Kisik se oslobađa kroz stomate. I ATP i NADPH koriste se u mračnim reakcijama za proizvodnju šećera.

Mračne reakcije javljaju se u stromi. Ugljični dioksid se pretvara u šećer koristeći ATP i NADPH. Taj je postupak poznat kao fiksacija ugljika ili Calvin ciklus. Calvin ciklus ima tri glavne faze: fiksiranje, smanjenje i obnavljanje ugljika. U fiksaciji ugljika, ugljični dioksid se kombinira s 5-ugljikovim šećerom [ribuloza 1,5-bifosfatom (RuBP)] stvarajući šećer s 6 ugljika. U fazi redukcije, ATP i NADPH proizvedeni u fazi svjetlosne reakcije koriste se za pretvaranje šećera od 6 ugljika u dvije molekule 3-ugljika karbohidrat, gliceraldehid 3-fosfat. Gliceraldehid 3-fosfat koristi se za stvaranje glukoze i fruktoze. Ove dvije molekule (glukoza i fruktoza) kombiniraju se kako bi nastale saharoza ili šećer. U fazi regeneracije, neke se molekule gliceraldehidnog 3-fosfata kombiniraju s ATP-om i pretvaraju se natrag u 5-ugljični šećer RuBP. Sa završenim ciklusom, RuBP je dostupan za kombiniranje s ugljičnim dioksidom kako bi se ciklus započeo iznova.

Ukratko, fotosinteza je proces u kojem se svjetlosna energija pretvara u kemijsku energiju i koristi se za proizvodnju organskih spojeva. U biljkama se fotosinteza obično događa unutar kloroplasta smještenih u lišću biljke. Fotosinteza se sastoji od dvije faze, reakcije svjetla i reakcije mraka. Svjetlosne reakcije pretvaraju svjetlost u energiju (ATP i NADHP), a tamne reakcije koriste energiju i ugljični dioksid za proizvodnju šećera. Za pregled fotosinteze uzmite Kviz za fotosintezu.