Фотосинтеза

11. новембра 2012. by Јелена Томић 1 коментар

Фотосинтеза је важан биохемијски процес у којем биљке, алге и неке бактерије користе енергију сунчевог зрачења као извор енергије за синтезу хране. Тада се од простог неорганског материјала синтетишу шећери – моносахариди. Овако синтетисане органске материје представљају извор хране и енергије како биљкама у којима се синтетишу, тако и осталим организмима на Земљи, што чини овај процес круцијалним за опстанак живота на Земљи. Фотосинтеза је заслужна и за константну производњу кисеоника. Организми који производе енергију фотосинтезом називају се фотоаутотрофи. Основни фотосинтетички орган виших биљака је лист.  Лист граде епидермис лица и наличја. На наличју листа могуће је уочити измењене ћелије епидермиса – стоме. Њихова основна функција је транспирација али када је у питању процес фотосинтезе оне обављају размену гасова односно СО2 улази у лист а О2 се ослобађа преко ових отвора. На попречном пресеку листа уочавају се фотосинтетичка ткива: палисадно и сунђерасто. У  њима се налазе основне фотосинтетичке органеле хлоропласти. Ове органеле имају двослојну мемрану. Спољашња је глатка док је унутрашња наборана и гради тилакоиде чија је функција поовећање укупне апсорпционе површине хлоропласта. Унутрашњост хлоропласта испуњава строма хлоропласта где је позиционирана и ДНК што значи да хлоропласти имају способност деобе и повећања бројности независно од ћелије уколико је потребно да се процес фотосинтезе интезивира.

Фотосинтеза је основни процес у природи зато што обезбеђује органске материје за све живе организме. Све остале синтезе у живим бићима настављају се на фотосинтезу. Збирна једначина фотосинтезе је:

CO₂ + 2n H₂O + светлост → (CH₂O)_n + n O₂ + n H₂O

Фотосинтеза се дели на две фазе : светлу (за коју је неопходна светлост) и тамну (за коју није неопходна светлост).

У светлој фази хлорофил апсорбује (упија) Сунчеву светлост да би се она затим претворила у хемијску енергију (молекуле АТР-а). У овој фази долази и до производње кисеоника који се ослобађа у атмосферу (још један значај фотосинтезе). Живот на нашој планети заснива се на претварању сунчеве у хемијску енергију. Kрајњи производи светле фазе су: кисеоник, АТР и редуковани NADPH2. ATP и NADPH2 одлазе у тамну фазу а кисеоник се испушта у атмосферу.

У тамној фази се помоћу АТР, створеног у светлој фази, од неорганских (CO₂ и H₂O) синтетишу органске материје. Производи светле фазе АТР и NADPH2 се користе у тамној фази да би се неоргански угљеник из CO2 уградио у органска једињења. То се назива фиксација угљеника и изводи се у Калвиновом циклусу у строми хлоропласта. Почетно једињење овог циклуса је истовремено и завршно и назива се рибулозодифосфат (RuDP). Угљен-диоксид из атмосфере улази у ћелију (хлоропласте) и везује се за RuDP (има 5C атома) при чему настаје једно нестабилно једињење са 6 C атома које се разлаже на два молекула фосфоглицеринске киселине (са по три С атома). Да је то први стабилан производ тамне фазе фотосинтезе открио је Калвин и за то откриће 1961. добио Нобелову награду за хемију. Преко низа производа у току циклуса опет се ствара RuDP. При окретању једног Калвиновог циклуса у органска једињења се угради један C атома из CO2. Значи, да би настао један молекул фруктозе циклус мора да се окрене 6 пута.