Fotosyntéza
Fotosyntéza je proces, pri ktorom rastliny a iné veci vytvárajú potravu. Je to endotermický (vyžaduje teplo) chemický proces, ktorý využíva slnečné svetlo na premenu oxidu uhličitého na cukry, ktoré bunka môže využiť ako energiu. Okrem rastlín ju na získavanie potravy využívajú aj mnohé druhy rias, protistov a baktérií. Fotosyntéza je veľmi dôležitá pre život na Zemi. Výnimkou sú niektoré organizmy, ktoré získavajú energiu priamo z chemických reakcií; tieto organizmy sa nazývajú chemoautotrofy.
Fotosyntéza môže prebiehať rôznymi spôsobmi, ale niektoré časti sú spoločné.
6 CO2(g) + 6 H2O + fotóny → C6H12O6(aq) + 6 O2(g)
oxid uhličitý + voda + svetelná energia → glukóza + kyslík
Difúziou z atmosféry sa oxid uhličitý dostáva do listu cez žalúdky.
Vodu z pôdy absorbujú bunky koreňových vláskov, ktoré majú zväčšenú plochu povrchu, čím sa zvyšuje absorpcia vody.
Fotosyntéza prebieha v chloroplaste (nachádza sa v bunkách listov), ktorý obsahuje chlorofyl, zelený pigment, ktorý absorbuje svetelnú energiu. V listoch majú palisádové bunky veľa chloroplastov, ktoré zachytávajú viac svetla. Takto môže rastlina uskutočniť viac fotosyntézy.
Kyslík je odpadový produkt: využíva sa na dýchanie alebo difunduje späť z listu cez žalúdky.
Glukóza sa používa na dýchanie (uvoľňovanie energie v bunkách). Ukladá sa vo forme škrobu (ktorý sa v tme mení späť na glukózu na dýchanie). Glukóza sa môže premeniť aj na iné zlúčeniny na rast a rozmnožovanie, napr. celulózu, nektár, fruktózu, aminokyseliny a tuky.
Energia zo slnečného žiarenia, voda absorbovaná koreňmi a oxid uhličitý z atmosféry vytvárajú fotosyntézou glukózu a kyslík.
Reakcie
Fotosyntéza má dve hlavné skupiny reakcií. Reakcie závislé od svetla, ktoré na svoju prácu potrebujú svetlo, a reakcie nezávislé od svetla, ktoré na svoju prácu svetlo nepotrebujú.
Reakcia závislá od svetla
Svetelná energia zo slnka sa používa na štiepenie molekúl vody (fotolýza). Slnečné svetlo dopadá na chloroplasty v rastline a spôsobuje, že enzým rozdeľuje vodu. Pri štiepení vody vzniká kyslík, vodík a elektróny.
Vodík spolu s elektrónmi nabitými svetlom premieňa NADP na NADPH, ktorý sa potom používa v reakciách nezávislých od svetla. Kyslík difunduje z rastliny ako odpadový produkt fotosyntézy a ATP sa syntetizuje z ADP a anorganického fosfátu. Toto všetko sa deje v granách chloroplastov.
Reakcia nezávislá od svetla
Počas tejto reakcie sa cukry vytvárajú pomocou oxidu uhličitého a produktov reakcií závislých od svetla (ATP a NADPH) a rôznych iných chemických látok, ktoré sa nachádzajú v rastline v Calvinovom cykle. Preto reakcia nezávislá od svetla nemôže prebehnúť bez reakcie závislej od svetla. Oxid uhličitý difunduje do rastliny a spolu s chemickými látkami v chloroplaste, ATP a NADPH sa vytvára glukóza, ktorá sa napokon translokaciou prenáša po rastline.
Schéma chloroplastu
Raný vývoj
Prvé fotosyntetizujúce organizmy sa pravdepodobne vyvinuli na začiatku histórie života. Ako zdroj elektrónov mohli používať skôr redukčné činidlá, ako je vodík alebo sírovodík, než vodu. Sinice sa objavili neskôr a nadbytok kyslíka, ktorý produkovali, prispel ku kyslíkovej katastrofe. To umožnilo evolúciu zložitého života.
Účinnosť
V súčasnosti je priemerná miera zachytávania energie fotosyntézou na celom svete približne 130 terawattov, čo je približne šesťkrát viac ako súčasná spotreba energie ľudskej civilizácie. Fotosyntetizujúce organizmy tiež ročne premenia na biomasu približne 100 až 115 tisíc miliónov ton uhlíka.
Súvisiace stránky
Otázky a odpovede
Otázka: Čo je fotosyntéza?
Odpoveď: Fotosyntéza je proces, ktorý používajú rastliny a niektoré mikroorganizmy na premenu oxidu uhličitého na cukry pomocou slnečného svetla. Premieňa svetelnú energiu na chemickú energiu.
Otázka: Aké sú produkty fotosyntézy?
Odpoveď: Produktmi fotosyntézy sú sacharidy, ktoré bunky využívajú ako energiu a na stavbu ďalších molekúl.
Otázka: Ako ovplyvňuje fotosyntéza život na Zemi?
Odpoveď: Fotosyntéza je pre život na Zemi nevyhnutná, pretože je zodpovedná za zavedenie voľného kyslíka do atmosféry. Bez nej by na Zemi neexistoval život.
Otázka: Kto využíva fotosyntézu?
Odpoveď: Fotosyntézu využívajú zelené rastliny, riasy, protisty a niektoré baktérie. Niektoré organizmy, ktoré získavajú energiu z chemických reakcií, sa nazývajú chemoautotrofy a fotosyntézu nepoužívajú.
Otázka: Je fotosyntéza exotermická alebo endotermická reakcia?
Odpoveď: Fotosyntéza je endotermická reakcia, čo znamená, že sa pri nej spotrebúva teplo.
Otázka: Na aký druh energie sa pri fotosyntéze premieňa svetlo?
Odpoveď: Fotosyntéza premieňa svetelnú energiu na chemickú energiu.
