Spoznajte formulo fotosinteze

Nekateri organizmi morajo ustvariti energijo, ki jo potrebujejo za preživetje. Ti organizmi lahko absorbirajo energijo iz sončne svetlobe in jo uporabljajo za proizvodnjo sladkorja in druge organske spojine, kot so lipidov in beljakovine. Nato se sladkorji uporabljajo za zagotavljanje energije za organizem. Ta postopek, imenovan fotosinteza, uporablja fotosintetski organizmi tudi rastline, algein cianobakterije.

Pri fotosintezi se sončna energija pretvori v kemično energijo. Kemijska energija je shranjena v obliki glukoze (sladkorja). Ogljikov dioksid, voda in sončna svetloba se uporabljajo za proizvodnjo glukoze, kisika in vode. Kemijska enačba tega postopka je:

6CO₂ + 12H₂O + lučka → C₆H₁₂O₆ + 6O₂ + 6H₂O

Šest molekul ogljikovega dioksida (6CO₂) in dvanajst molekul vode (12H₂O) v procesu porabimo, glukozo (C)₆H₁₂O₆), šest molekul kisika (6O₂) in šest molekul vode (6H₂O) nastanejo.

To enačbo je mogoče poenostaviti kot: 6CO₂ + 6H₂O + lučka → C₆H₁₂O₆ + 6O₂.

V rastlinah fotosinteza poteka predvsem znotraj listi. Ker fotosinteza zahteva ogljikov dioksid, vodo in sončno svetlobo, je treba vse te snovi pridobiti z listi ali jih prevažati. Ogljikov dioksid se pridobiva skozi drobne pore v listih rastlin, imenovane stomata. Kisik se sprošča tudi skozi stomate. Voda rastlina pridobiva skozi korenine in jo skozi liste dovaja skozi liste žilni rastlinski tkivni sistemi. Sončno svetlobo absorbira klorofil, zeleni pigment, ki se nahaja v rastlinska celica imenovane strukture kloroplasti. Kloroplasti so mesta fotosinteze. Kloroplasti vsebujejo več struktur, od katerih ima vsaka posebne funkcije:

• Zunanja in notranja membrana- zaščitne prevleke, ki imajo zaprte strukture kloroplasta.
• Stroma—Zgosta tekočina znotraj kloroplasta. Mesto pretvorbe ogljikovega dioksida v sladkor.
• Thylakoid—Plasteče membranske strukture v obliki vrečke. Mesto pretvorbe svetlobne energije v kemično energijo.
• Grana- gosto naloženi sveženji tilakoidnih vrečk. Mesta pretvorbe svetlobne v kemično energijo.
• Klorofil- zeleni pigment znotraj kloroplasta. Absorbira svetlobno energijo.

Fotosinteza poteka v dveh stopnjah. Te faze imenujemo svetlobne in temne reakcije. Svetlobne reakcije potekajo v prisotnosti svetlobe. Temne reakcije ne potrebujejo neposredne svetlobe, vendar se temne reakcije pri večini rastlin pojavijo čez dan.

Svetlobne reakcije se pojavljajo večinoma v tilakoidnih gomilah grana. Tu se sončna svetloba pretvori v kemično energijo v obliki ATP (molekula, ki vsebuje prosto energijo) in NADPH (visokoenergijska molekula, ki prenaša elektrone). Klorofil absorbira svetlobno energijo in začne verigo korakov, ki vodijo k proizvodnji ATP, NADPH in kisika (s cepitvijo vode). Kisik se sprošča skozi stomate. Tako ATP kot NADPH se uporabljata v temnih reakcijah za proizvodnjo sladkorja.

Temne reakcije se pojavijo v stromi. Ogljikov dioksid se s pomočjo ATP in NADPH pretvori v sladkor. Ta postopek je znan kot fiksacija ogljika ali cikel Calvin. Calvin cikel ima tri glavne faze: fiksacijo, zmanjšanje in regeneracijo ogljika. Pri fiksaciji ogljika se ogljikov dioksid kombinira s 5-ogljikovim sladkorjem [ribuloza 1,5-bifosfatom (RuBP)], kar ustvari 6-ogljikov sladkor. V fazi redukcije se ATP in NADPH, proizvedena v fazi reakcije, pretvorita 6-ogljikov sladkor v dve molekuli 3-ogljika ogljikovih hidratov, gliceraldehid 3-fosfat. Gseceraldehid 3-fosfat se uporablja za proizvodnjo glukoze in fruktoze. Ti dve molekuli (glukoza in fruktoza) se združita, da dobita saharozo ali sladkor. V fazi regeneracije se nekatere molekule 3-fosfata gliceraldehida kombinirajo z ATP in se pretvorijo nazaj v 5-ogljikov sladkor RuBP. Ko je cikel končan, je na voljo, da se RuBP kombinira z ogljikovim dioksidom, da se cikel začne znova.

Če povzamemo, fotosinteza je postopek, v katerem se svetlobna energija pretvori v kemično energijo in se uporabi za proizvodnjo organskih spojin. Pri rastlinah se fotosinteza običajno dogaja znotraj kloroplastov, ki se nahajajo v listih rastlin. Fotosinteza je sestavljena iz dveh stopenj, svetlobnih in temnih reakcij. Svetlobne reakcije pretvorijo svetlobo v energijo (ATP in NADHP), temne reakcije pa energijo in ogljikov dioksid uporabljajo za proizvodnjo sladkorja. Za pregled fotosinteze vzemite Kviz o fotosintezi.