U fazama fotosinteze može podijeliti na temelju količine sunčeve svjetlosti biljka prima. Fotosinteza je proces kojim se biljke i alge hrane. Ovaj se proces sastoji od pretvaranja svjetlosti u energiju potrebnu za opstanak.
Za razliku od ljudi kojima su potrebni vanjski agensi, poput životinja ili biljaka, kako bi preživjeli, biljke mogu stvoriti vlastitu hranu fotosintezom. To je poznato kao autotrofna prehrana.
Riječ fotosinteza sastoji se od dvije riječi: fotografija i sinteza. Fotografija znači mješavinu svjetla i sinteze. Stoga ovaj proces svjetlost doslovno pretvara u hranu. Organizmi koji su sposobni sintetizirati tvari za stvaranje hrane, kao i biljke, alge i neke bakterije, nazivaju se autotrofi.
Za fotosintezu je potrebna svjetlost, ugljični dioksid i voda. Ugljični dioksid iz zraka ulazi u lišće biljke kroz pore koje se nalaze u njima. S druge strane, voda apsorbira korijenje i kreće se dok ne dosegne lišće i svjetlost ne apsorbira pigmente lišća.
Tijekom tih faza, elementi fotosinteze, voda i ugljični dioksid, ulaze u biljku, a proizvodi fotosinteze, kisik i šećer napuštaju biljku.
Faze / faze fotosinteze
Prvo, energiju svjetlosti apsorbiraju proteini koji se nalaze u klorofilu. Klorofil je pigment koji je prisutan u tkivima zelenih biljaka; fotosinteza se obično javlja u lišću, točnije u tkivu zvanom mezofil.
Svaka stanica mezofilnog tkiva sadrži organizme nazvane kloroplasti. Ti su organizmi osmišljeni za provođenje fotosinteze. Strukture zvane tireokoidi, koje sadrže klorofil, grupirane su u svaki kloroplast.
Ovaj pigment apsorbira svjetlost, stoga je uglavnom odgovoran za prvu interakciju biljke i svjetlosti.
U lišću se nalaze male pore koje se nazivaju stomati. Oni su odgovorni za omogućavanje širenja ugljičnog dioksida unutar mezofilnog tkiva i za kisik koji može iscuriti u atmosferu. Dakle, fotosinteza se odvija u dvije faze: svjetlosna i tamna faza.
- svjetlosna faza
Svjetlosna i tamna faza. Maulucioni, s Wikimedia Commonsa
Te se reakcije događaju samo kada je prisutna svjetlost i nastane u tilakoidnoj membrani kloroplasta. U ovoj se fazi energija koja dolazi od sunčeve svjetlosti pretvara u kemijsku energiju. Ta će se energija koristiti kao benzin za sakupljanje molekula glukoze.
Transformacija u kemijsku energiju događa se kroz dva kemijska spoja: ATP, odnosno molekulu koja pohranjuje energiju, i NADPH, koja nosi smanjene elektrone. Upravo se tijekom tog procesa molekule vode pretvaraju u kisik koji nalazimo u okolini.
Solarna energija se pretvara u kemijsku energiju u kompleksu proteina koji se naziva fotosistem. Postoje dva fotosustava, oba pronađena unutar kloroplasta. Svaki fotosistem ima više proteina koji sadrže mješavinu molekula i pigmenata poput klorofila i karotenoida tako da je moguća apsorpcija sunčeve svjetlosti.
S druge strane, pigmenti fotosistema djeluju kao sredstvo za usmjeravanje energije, dok se kreću u reakcijske centre. Kad svjetlost privlači pigment, ona prenosi energiju u obližnji pigment. Ovaj obližnji pigment može takvu energiju prenijeti i na neki drugi obližnji pigment i postupak se ponavlja uzastopno.
Ove svjetlosne faze započinju u foto sustavu II. Ovdje se svjetlosna energija koristi za dijeljenje vode.
U ovom se procesu oslobađaju elektroni, vodik i kisik. Elektroni nabijeni energijom prenose se u foto sustav I gdje se oslobađa ATP. U fotosintezi kisika prvi elektron donora je voda, a kisik stvoren će biti otpad. Nekoliko elektronika donora koristi se u fotooksintezi anoksigena.
U svjetlosnoj fazi svjetlosna energija se privremeno hvata i skladišti u kemijskim molekulama ATP-a i NADPH-a. ATP će biti razgrađen za oslobađanje energije i NADPH će donirati svoje elektrone za pretvaranje molekula ugljičnog dioksida u šećere.
- Tamna faza
U tamnoj fazi, ugljični dioksid iz atmosfere se hvata za izmjenu, kada se u reakciju doda vodik.
Tako će ova smjesa tvoriti ugljikohidrate koje će biljka koristiti kao hranu. Zove se tamna faza jer svjetlost nije izravno potrebna da bi se odvijala. No iako svjetlost nije potrebna da bi se te reakcije odvijale, ovaj proces zahtijeva ATP i NADPH koji se stvaraju u svjetlosnoj fazi.
Ta se faza događa u stromi kloroplasta. Ugljični dioksid ulazi u unutrašnjost lišća kroz strome kloroplasta. Ugljikovi atomi se koriste za izgradnju šećera. Ovaj se postupak provodi zahvaljujući ATP i NADPH formiranim u prethodnoj reakciji.
Reakcije tamne faze
Prvo, molekula ugljičnog dioksida kombinira se s molekulom ugljičnog receptora nazvanom RuBP, što rezultira nestabilnim spojem 6 ugljika.
Taj se spoj odmah dijeli na dvije molekule ugljika koje primaju energiju iz ATP-a i stvaraju dvije molekule zvane BPGA.
Tada se jedan elektron iz NADPH kombinira sa svakom od BPGA molekula kako bi se stvorile dvije G3P molekule.
Te molekule G3P koristit će se za stvaranje glukoze. Neke molekule G3P također će se koristiti za nadopunu i obnavljanje RuBP-a, potrebnog za nastavak ciklusa.
Važnost fotosinteze
Fotosinteza je važna jer proizvodi hranu za biljke i kisik. Bez fotosinteze ne bi bilo moguće konzumirati mnogo voća i povrća potrebnih za prehranu čovjeka. Također, mnoge životinje koje konzumiraju ljudi nisu mogle preživjeti bez hranjenja biljkama.
S druge strane, kisik proizveden od biljaka potreban je za cijeli život na Zemlji, uključujući i ljude, da bi preživio. Fotosinteza je također odgovorna za održavanje razine kisika i ugljičnog dioksida u atmosferi stabilnim. Bez fotosinteze život na Zemlji ne bi bio moguć.
Reference
- Otvori Stax. Pregled fotosinteze. (2012). Sveučilište Rice. Oporavilo sa: cnx.org.
- Farabee, MJ. Fotosinteza. (2007). Estrella Mountain CommunityCollege. Oporavak od: 2.estrellamountain.edu.
- "Fotosinteza" (2007). Enciklopedija znanosti i tehnologije McGraw Hill, 10. izd. Svezak 13. Preuzeto sa: en.wikipedia.org.
- Uvod u fotosintezu. (2016). Akademija Khan. Oporavilo sa: khanacademy.org.
- "Procesi svjetlosno-ovisnih odnosa" (2016). BoundlessBiology. Oporavilo od: limitless.com.
- Berg, JM, Tymoczko, JL i Stryer, L. (2002). "Pristupni pigmenti i elektronički centri za reakciju" Biokemija. Oporavak od: ncbi.nlm.nih.gov.
- Koning, RE (1994) "Calvin ciklus". Oporavak od: plantphys.info.
- Fotosinteza u biljkama. PhotosynthesisEducation. Oporavilo od: photosynthesiseducation.com.
- "Što bi bilo da ne postoji fotosinteza?", Sveučilište u Kaliforniji, Santa Barbara. Oporavak od: scienceline.ucsb.edu.