Сазнајте више о формули фотосинтезе

Неки организми морају да створе енергију која им је потребна да би преживели. Ови организми су способни да апсорбују енергију из сунчеве светлости и користе је за производњу шећер и друга органска једињења као што су липиди и протеина. Затим се шећери користе за обезбеђивање енергије организму. Овај процес, назван фотосинтеза, користи фотосинтетски организми укључујући биљке, алгеи цијанобактерије.

У фотосинтези соларна енергија се претвара у хемијску енергију. Хемијска енергија се складишти у облику глукозе (шећера). Угљен диоксид, вода и сунчева светлост користе се за производњу глукозе, кисеоника и воде. Хемијска једначина овог процеса је:

6ЦО₂ + 12Х₂О + светло → Ц₆Х₁₂О₆ + 6О₂ + 6Х₂О

Шест молекула угљен-диоксида (6ЦО₂) и дванаест молекула воде (12Х₂О) се троше у процесу, док глукоза (Ц)₆Х₁₂О₆), шест молекула кисеоника (6О₂) и шест молекула воде (6Х₂О) се производе.

Ова једначина се може поједноставити као: 6ЦО₂ + 6Х₂О + светло → Ц₆Х₁₂О₆ + 6О₂.

У биљкама се фотосинтеза одвија углавном унутар оставља. Будући да је за фотосинтезу потребан угљен диоксид, вода и сунчева светлост, све ове материје морају се добити или пренијети у лишће. Угљен диоксид се добија кроз ситне поре у лишћу биљке зване стомата. Кисик се такође ослобађа кроз стомате. Вода биљка добија кроз корење и доставља се листовима кроз васкуларни систем биљног ткива. Сунчеву светлост апсорбује хлорофил, зелени пигмент смештен у биљних ћелија зване структуре хлоропласти. Хлоропласти су места фотосинтезе. Хлоропласти садрже неколико структура од којих свака има специфичне функције:

• Спољашње и унутрашње мембране- заштитне облоге које задржавају затворене структуре хлоропласта.
• Строма- густа течност унутар хлоропласта. Место претварања угљен-диоксида у шећер.
• Тхилакоид—Плодне сакралне мембранске структуре. Место претварања светлосне енергије у хемијску.
• Грана- густи слојеви тилакоидних врећа. Локације конверзије светлосне енергије у хемијску.
• Хлорофил- зелени пигмент у хлоропласту. Апсорбује светлосну енергију.

Фотосинтеза се одвија у две фазе. Ове фазе се називају реакције светлости и тамне. Светлосне реакције се одвијају у присуству светлости. Мрачне реакције не захтевају директно светло, међутим тамне реакције код већине биљака јављају се током дана.

Светлосне реакције јављају се углавном у тилакоидним гомилама грана. Овде се сунчева светлост претвара у хемијску енергију у облику АТП (молекула која садржи слободну енергију) и НАДПХ (високоенергетски молекул који носи електроне). Хлорофил апсорбује светлосну енергију и покреће ланац корака који резултирају производњом АТП, НАДПХ и кисеоника (цепањем воде). Кисик се ослобађа кроз стомате. И АТП и НАДПХ се користе у мрачним реакцијама за производњу шећера.

Тамне реакције јављају се у строми. Угљени диоксид се претвара у шећер користећи АТП и НАДПХ. Овај процес је познат под називом фиксација угљеника или Цалвин циклус. Цалвин циклус има три главне фазе: фиксацију, редукцију и регенерацију угљеника. У фиксацији угљеника, угљендиоксид се комбинује са шећером од 5 угљеника [рибулоза 1,5-бифосфат (РуБП)] стварајући шећер са 6 угљеника. У фази редукције, АТП и НАДПХ произведени у фази светлосне реакције користе се за претварање шећера од 6 угљеника у два молекула 3-угљеника угљени хидрати, глицералдехид 3-фосфат. Глицералдехид 3-фосфат се користи за производњу глукозе и фруктозе. Ова два молекула (глукоза и фруктоза) комбинују се да би се направила сахароза или шећер. У фази регенерације, неки молекули глицералдехид-3-фосфата се комбинују са АТП-ом и претварају се назад у 5-угљенични РуБП шећер. Са завршеним циклусом, РуБП је доступан за комбиновање са угљен-диоксидом како би се циклус започео изнова.

Укратко, фотосинтеза је процес у коме се светлосна енергија претвара у хемијску енергију и користи се за производњу органских једињења. У биљкама се фотосинтеза обично одвија у хлоропластима који се налазе у лишћу биљке. Фотосинтеза се састоји од две фазе, светлосне и мрачне. Светлосне реакције претварају светлост у енергију (АТП и НАДХП), а тамне реакције користе енергију и угљен диоксид за производњу шећера. За преглед фотосинтезе узмите Квиз за фотосинтезу.