Další informace o vzorci fotosyntézy

Některé organismy potřebují vytvořit energii, kterou potřebují k přežití. Tyto organismy jsou schopné absorbovat energii ze slunečního světla a používat ji k produkci cukr a jiné organické sloučeniny, jako je lipidy a proteiny. Cukry se pak používají k zajištění energie pro organismus. Tento proces, nazývaný fotosyntéza, používá fotosyntetické organismy počítaje v to rostlin, řasya cyanobakterie.

Ve fotosyntéze je sluneční energie přeměněna na chemickou energii. Chemická energie je uložena ve formě glukózy (cukru). Oxid uhličitý, voda a sluneční světlo se používají k produkci glukózy, kyslíku a vody. Chemická rovnice pro tento proces je:

6CO₂ + 12H₂O + světlo → C₆H₁₂Ó₆ + 6O₂ + 6H₂Ó

Šest molekul oxidu uhličitého (6CO₂) a dvanáct molekul vody (12H₂O) se spotřebují při procesu, zatímco glukóza (C₆H₁₂Ó₆), šest molekul kyslíku (6O₂) a šesti molekul vody (6H₂O) jsou vyráběny.

Tato rovnice může být zjednodušena jako: 6CO₂ + 6H₂O + světlo → C₆H₁₂Ó₆ + 6O₂.

V rostlinách se fotosyntéza vyskytuje hlavně v rostlinách listy. Protože fotosyntéza vyžaduje oxid uhličitý, vodu a sluneční světlo, musí být všechny tyto látky získány nebo přepravovány do listů. Oxid uhličitý se získává drobnými póry v listech rostlin zvaných stomata. Kyslík je také uvolňován přes stomatu. Voda je získávána rostlinou přes kořeny a dodávána do listů skrz vaskulární rostlinné tkáňové systémy. Sluneční světlo je absorbováno chlorofylem, zeleným pigmentem umístěným v rostlinná buňka struktury nazývané chloroplasty. Chloroplasty jsou stránky fotosyntézy. Chloroplasty obsahují několik struktur, z nichž každá má specifické funkce:

• Vnější a vnitřní membrány- ochranné obaly, které udržují uzavřené struktury chloroplastů.
• Stroma—Hustá tekutina uvnitř chloroplastu. Místo přeměny oxidu uhličitého na cukr.
• Thylakoid- plstěné membránové struktury podobné vakům. Místo přeměny světelné energie na chemickou energii.
• Grana- řádně vrstvené hromádky tylakoidních vaků. Místa přeměny světelné energie na chemickou energii.
• Chlorofyl— Zelený pigment uvnitř chloroplastu. Pohlcuje světelnou energii.

Fotosyntéza probíhá ve dvou fázích. Tyto fáze se nazývají světelné reakce a temné reakce. Světelné reakce probíhají v přítomnosti světla. Temné reakce nevyžadují přímé světlo, ale temné reakce se u většiny rostlin vyskytují během dne.

Světelné reakce vyskytují se většinou v hromádkách tylakoidů grany. Zde je sluneční světlo přeměněno na chemickou energii ve formě ATP (molekula obsahující volnou energii) a NADPH (molekula přenášející elektrony s vysokou energií). Chlorofyl absorbuje světelnou energii a odstartuje řetězec kroků, které vedou k produkci ATP, NADPH a kyslíku (štěpením vody). Kyslík je uvolňován stomatou. ATP i NADPH se používají v temných reakcích k produkci cukru.

Temné reakce vyskytují se ve stromě. Oxid uhličitý se převádí na cukr pomocí ATP a NADPH. Tento proces se nazývá fixace uhlíku nebo Calvinův cyklus. Kalvinův cyklus má tři hlavní fáze: fixaci uhlíku, redukci a regeneraci. Při fixaci uhlíku je oxid uhličitý kombinován s 5-uhlíkovým cukrem [ribulóza-1,5-bifosfát (RuBP)] za vzniku 6-uhlíkového cukru. Ve redukčním stupni se ATP a NADPH produkované ve světelném reakčním stupni používají k přeměně 6-uhlíkového cukru na dvě molekuly 3-uhlíkového uhlohydrát, glyceraldehyd 3-fosfát. Glyceraldehyd 3-fosfát se používá k výrobě glukózy a fruktózy. Tyto dvě molekuly (glukóza a fruktóza) se spojí a vytvoří sacharózu nebo cukr. Ve fázi regenerace jsou některé molekuly glyceraldehyd 3-fosfátu kombinovány s ATP a přeměněny zpět na 5-uhlíkový cukr RuBP. Po dokončení cyklu je RuBP k dispozici v kombinaci s oxidem uhličitým, aby se cyklus znovu začal.

Stručně řečeno, fotosyntéza je proces, při kterém se světelná energie přeměňuje na chemickou energii a používá se k produkci organických sloučenin. V rostlinách se fotosyntéza obvykle vyskytuje uvnitř chloroplastů umístěných v listech rostlin. Fotosyntéza sestává ze dvou fází, světelných reakcí a temných reakcí. Světelné reakce přeměňují světlo na energii (ATP a NADHP) a temné reakce využívají energii a oxid uhličitý k výrobě cukru. Chcete-li si prohlédnout fotosyntézu, vezměte si Fotosyntéza Kvíz.