Fotosyntéza prebieha v bunkách toho ktorého tkaniva. Pojem fotosyntéza, kde a čo sa deje počas svetelnej fázy fotosyntézy. Význam fotosyntézy v živote človeka

Fotosyntéza je syntéza organických zlúčenín v listoch zelených rastlín z vody a atmosférického oxidu uhličitého pomocou slnečnej (svetelnej) energie adsorbovanej chlorofylom v chloroplastoch.

Vďaka fotosyntéze sa energia viditeľného svetla zachytáva a premieňa na chemickú energiu, ktorá sa ukladá (ukladá) do organických látok vznikajúcich pri fotosyntéze.

Za dátum objavenia procesu fotosyntézy možno považovať rok 1771. Anglický vedec J. Priestley upozornil na zmeny v zložení ovzdušia v dôsledku životnej činnosti živočíchov. V prítomnosti zelených rastlín sa vzduch opäť stal vhodným na dýchanie aj spaľovanie. Následne práca viacerých vedcov (Y. Ingenhaus, J. Senebier, T. Saussure, J. B. Boussingault) zistila, že zelené rastliny absorbujú CO 2 zo vzduchu, z ktorého sa tvorí organická hmota za účasti vody na svetle. . Práve tento proces nazval v roku 1877 nemecký vedec W. Pfeffer fotosyntézou. Pre odhalenie podstaty fotosyntézy mal veľký význam zákon zachovania energie sformulovaný R. Mayerom. V roku 1845 R. Mayer navrhol, že energia využívaná rastlinami je energia Slnka, ktorú rastliny premieňajú na chemickú energiu prostredníctvom procesu fotosyntézy. Táto pozícia bola vyvinutá a experimentálne potvrdená vo výskume pozoruhodného ruského vedca K.A. Timiryazev.

Hlavná úloha fotosyntetických organizmov:

1) transformácia energie slnečného žiarenia na energiu chemických väzieb organických zlúčenín;

2) nasýtenie atmosféry kyslíkom;

V dôsledku fotosyntézy sa na Zemi vytvorí 150 miliárd ton organickej hmoty a ročne sa uvoľní asi 200 miliárd ton voľného kyslíka. Zabraňuje zvyšovaniu koncentrácie CO2 v atmosfére, čím zabraňuje prehrievaniu Zeme (skleníkový efekt).

Atmosféra vytvorená fotosyntézou chráni živé organizmy pred škodlivým krátkovlnným UV žiarením (kyslíkovo-ozónový štít atmosféry).

Len 1-2% slnečnej energie sa prenáša do zberu poľnohospodárskych rastlín, straty sú spôsobené neúplnou absorpciou svetla. Preto existuje obrovská perspektíva zvýšenia produktivity prostredníctvom výberu odrôd s vysokou účinnosťou fotosyntézy a vytvorením štruktúry plodiny priaznivej pre absorpciu svetla. V tomto ohľade sa stáva obzvlášť dôležitý vývoj teoretických základov pre riadenie fotosyntézy.

Význam fotosyntézy je obrovský. Všimnime si len, že dodáva palivo (energiu) a vzdušný kyslík potrebný pre existenciu všetkého živého. Preto je úloha fotosyntézy planetárna.

Planetárnosť fotosyntézy je daná aj tým, že vďaka kolobehu kyslíka a uhlíka (hlavne) sa zachováva súčasné zloženie atmosféry, čo následne určuje ďalšie udržanie života na Zemi. Ďalej môžeme povedať, že energia, ktorá je uložená v produktoch fotosyntézy, je v podstate hlavným zdrojom energie, ktorý ľudstvo v súčasnosti má.

Celková reakcia fotosyntézy

CO 2 +H 2 O = (CH 2 O) + O 2 .

Chémia fotosyntézy je opísaná nasledujúcimi rovnicami:

Fotosyntéza – 2 skupiny reakcií:

svetelné javisko (záleží na osvetlenie)

temné javisko (závisí od teploty).

Obe skupiny reakcií prebiehajú súčasne

Fotosyntéza prebieha v chloroplastoch zelených rastlín.

Fotosyntéza začína zachytením a absorpciou svetla pigmentom chlorofylom, ktorý sa nachádza v chloroplastoch buniek zelených rastlín.

Ukázalo sa, že to stačí na posunutie absorpčného spektra molekuly.

Molekula chlorofylu absorbuje fotóny vo fialovej a modrej a potom v červenej časti spektra a neinteraguje s fotónmi v zelenej a žltej časti spektra.

To je dôvod, prečo chlorofyl a rastliny vyzerajú zeleno - jednoducho nemôžu využiť zelené lúče a nechať ich túlať sa po svete (a tým ho urobiť zelenším).

Fotosyntetické pigmenty sa nachádzajú na vnútornej strane tylakoidnej membrány.

Pigmenty sú usporiadané do fotosystémy(anténne polia na zachytávanie svetla) - obsahuje 250–400 molekúl rôznych pigmentov.

Fotosystém pozostáva z:

reakčné centrum fotosystémy (molekula chlorofylu A),

anténne molekuly

Všetky pigmenty vo fotosystéme sú schopné navzájom prenášať energiu excitovaného stavu. Fotónová energia absorbovaná jednou alebo druhou molekulou pigmentu sa prenáša na susednú molekulu, kým nedosiahne reakčné centrum. Keď rezonančný systém reakčného centra prejde do excitovaného stavu, prenesie dva excitované elektróny na akceptorovú molekulu a tým sa oxiduje a získa kladný náboj.

V rastlinách:

fotosystém 1(maximálna absorpcia svetla pri vlnovej dĺžke 700 nm - P700)

fotosystém 2(maximálna absorpcia svetla pri vlnovej dĺžke 680 nm - P680

Rozdiely v optimálnej absorpcii sú spôsobené malými rozdielmi v štruktúre pigmentu.

Tieto dva systémy pracujú v tandeme, ako dvojdielny dopravník tzv necyklická fotofosforylácia .

Súhrnná rovnica pre necyklická fotofosforylácia:

Ф - symbol zvyšku kyseliny fosforečnej

Cyklus začína fotosystémom 2.

1) molekuly antény zachytávajú fotón a prenášajú excitáciu do aktívnej centrálnej molekuly P680;

2) excitovaná molekula P680 daruje dva elektróny kofaktoru Q, pričom sa oxiduje a získava kladný náboj;

Kofaktor(kofaktor). Koenzým alebo akákoľvek iná látka potrebná na to, aby enzým plnil svoju funkciu

Koenzýmy (koenzýmy)[z lat. co (cum) - spolu a enzýmy], organické zlúčeniny nebielkovinovej povahy zúčastňujúce sa na enzymatickej reakcii ako akceptory jednotlivých atómov alebo atómových skupín odštiepených enzýmom z molekuly substrátu, t.j. na uskutočnenie katalytického pôsobenia enzýmov. Tieto látky majú na rozdiel od proteínovej zložky enzýmu (apoenzýmu) relatívne malú molekulovú hmotnosť a sú spravidla termostabilné. Niekedy koenzýmy znamenajú akékoľvek nízkomolekulové látky, ktorých účasť je nevyhnutná pre katalytické pôsobenie enzýmu, vrátane napríklad iónov. K+, Mg2+ a Mn2+. Enzýmy sa nachádzajú. v aktívnom centre enzýmu a spolu so substrátom a funkčnými skupinami aktívneho centra tvoria aktivovaný komplex.

Väčšina enzýmov vyžaduje prítomnosť koenzýmu, aby vykazovali katalytickú aktivitu. Výnimkou sú hydrolytické enzýmy (napríklad proteázy, lipázy, ribonukleázy), ktoré plnia svoju funkciu v neprítomnosti koenzýmu.

Molekula je redukovaná P680 (pôsobením enzýmov). V tomto prípade sa voda disociuje na protóny a molekulárny kyslík, tie. voda je donor elektrónov, ktorý zabezpečuje doplnenie elektrónov v P 680.

FOTOLÝZA VODA- štiepenie molekuly vody, najmä počas fotosyntézy. V dôsledku fotolýzy vody vzniká kyslík, ktorý zelené rastliny uvoľňujú na svetle.

Najdôležitejším organickým procesom, bez ktorého by bola existencia všetkých živých bytostí na našej planéte spochybnená, je fotosyntéza. Čo je fotosyntéza? Každý to pozná zo školy. Zhruba povedané, ide o proces tvorby organických látok z oxidu uhličitého a vody, ktorý sa vyskytuje na svetle a je sprevádzaný uvoľňovaním kyslíka. Zložitejšia definícia je nasledovná: fotosyntéza je proces premeny svetelnej energie na energiu chemických väzieb látok organického pôvodu za účasti fotosyntetických pigmentov. V modernej praxi sa fotosyntéza zvyčajne chápe ako súbor procesov absorpcie, syntézy a využitia svetla v sérii endergonických reakcií, z ktorých jednou je premena oxidu uhličitého na organické látky. Teraz poďme podrobnejšie zistiť, ako prebieha fotosyntéza a na aké fázy je tento proces rozdelený!

všeobecné charakteristiky

Za fotosyntézu sú zodpovedné chloroplasty, ktoré má každá rastlina. Čo sú chloroplasty? Ide o oválne plastidy, ktoré obsahujú pigment ako chlorofyl. Práve chlorofyl určuje zelenú farbu rastlín. V riasach je tento pigment prítomný v chromatofóroch – svetlo odrážajúcich bunkách rôznych tvarov obsahujúcich pigment. Hnedé a červené riasy, ktoré žijú vo výrazných hĺbkach, kam slnečné svetlo nedosahuje, majú rôzne pigmenty.

Látky fotosyntézy sú súčasťou autotrofov - organizmov schopných syntetizovať organické látky z anorganických látok. Sú najnižším stupňom potravinovej pyramídy, preto sú súčasťou stravy všetkých živých organizmov na planéte Zem.

Výhody fotosyntézy

Prečo je potrebná fotosyntéza? Kyslík uvoľnený z rastlín počas fotosyntézy sa dostáva do atmosféry. Stúpajúc do vrchných vrstiev vytvára ozón, ktorý chráni zemský povrch pred silným slnečným žiarením. Práve vďaka ozónovej clone sa živé organizmy môžu pohodlne zdržiavať na súši. Okrem toho, ako viete, kyslík je potrebný na dýchanie živých organizmov.

Priebeh procesu

Všetko to začína vstupom svetla do chloroplastov. Organely pod jeho vplyvom čerpajú vodu z pôdy a tiež ju rozdeľujú na vodík a kyslík. Uskutočňujú sa teda dva procesy. Fotosyntéza rastlín začína v okamihu, keď listy už absorbujú vodu a oxid uhličitý. Svetelná energia sa hromadí v tylakoidoch - špeciálnych oddeleniach chloroplastov a rozdeľuje molekulu vody na dve zložky. Časť kyslíka ide do dýchania rastlín a zvyšok ide do atmosféry.

Oxid uhličitý sa potom dostáva do pyrenoidu - proteínových granúl obklopených škrobom. Prichádza sem aj vodík. Vzájomne zmiešané tieto látky tvoria cukor. K tejto reakcii dochádza aj pri uvoľňovaní kyslíka. Keď sa cukor (všeobecný názov pre jednoduché sacharidy) zmieša s dusíkom, sírou a fosforom, ktoré vstupujú do rastliny z pôdy, vzniká škrob (komplexný sacharid), bielkoviny, tuky, vitamíny a ďalšie látky potrebné pre život rastlín. Vo veľkej väčšine prípadov prebieha fotosyntéza za prirodzených svetelných podmienok. Môže sa na ňom však podieľať aj umelé osvetlenie.

Až do 60. rokov dvadsiateho storočia veda poznala jeden mechanizmus redukcie oxidu uhličitého – pozdĺž C3-pentózofosfátovej dráhy. Nedávno austrálski vedci dokázali, že u niektorých druhov rastlín môže tento proces prebiehať prostredníctvom cyklu C4-dikarboxylových kyselín.

V rastlinách, ktoré redukujú oxid uhličitý cestou C 3, prebieha fotosyntéza najlepšie pri miernych teplotách a slabom osvetlení, v lesoch alebo na tmavých miestach. Medzi tieto rastliny patrí leví podiel kultúrnych rastlín a takmer všetka zelenina, ktorá tvorí základ našej stravy.

V druhej triede rastlín prebieha fotosyntéza najaktívnejšie v podmienkach vysokej teploty a silného svetla. Do tejto skupiny patria rastliny, ktoré rastú v tropickom a teplom podnebí, ako je kukurica, cukrová trstina, cirok atď.

Rastlinný metabolizmus, mimochodom, bol objavený pomerne nedávno. Vedcom sa podarilo zistiť, že niektoré rastliny majú špeciálne tkanivá na zachovanie zásob vody. Oxid uhličitý sa v nich hromadí vo forme organických kyselín a na sacharidy sa mení až po 24 hodinách. Tento mechanizmus umožňuje rastlinám šetriť vodou.

Ako proces prebieha?

Ako proces fotosyntézy prebieha a k akej fotosyntéze dochádza, už vo všeobecnosti vieme, teraz sa s tým zoznámime hlbšie.

Všetko to začína tým, že rastlina absorbuje svetlo. Pomáha jej v tom chlorofyl, ktorý sa vo forme chloroplastov nachádza v listoch, stonkách a plodoch rastliny. Hlavné množstvo tejto látky sa koncentruje v listoch. Ide o to, že plachta vďaka svojej plochej štruktúre priťahuje veľa svetla. A čím viac svetla, tým viac energie na fotosyntézu. Listy v rastline teda fungujú ako akési lokátory, ktoré zachytávajú svetlo.

Keď je svetlo absorbované, chlorofyl je v excitovanom stave. Prenáša energiu do iných rastlinných orgánov, ktoré sa podieľajú na ďalšej fáze fotosyntézy. Druhá etapa procesu prebieha bez účasti svetla a pozostáva z chemickej reakcie zahŕňajúcej vodu získanú z pôdy a oxid uhličitý získaný zo vzduchu. V tejto fáze sa syntetizujú sacharidy, ktoré sú nevyhnutné pre život každého organizmu. V tomto prípade vyživujú nielen samotnú rastlinu, ale prenášajú sa aj na zvieratá, ktoré ju jedia. Tieto látky ľudia získavajú aj konzumáciou rastlinných či živočíšnych produktov.

Fázy procesu

Keďže ide o pomerne zložitý proces, fotosyntéza je rozdelená do dvoch fáz: svetla a tmy. Ako už názov napovedá, prvá fáza vyžaduje prítomnosť slnečného žiarenia, druhá však nie. Počas svetelnej fázy chlorofyl absorbuje kvantá svetla, čím vznikajú molekuly ATP a NADH, bez ktorých nie je možná fotosyntéza. Čo sú ATP a NADH?

ATP (adenosytrifosfát) je nukleový koenzým, ktorý obsahuje vysokoenergetické väzby a slúži ako zdroj energie pri akejkoľvek organickej premene. Konjunkcia sa často označuje ako energetická voluta.

NADH (nikotínamid adenín dinukleotid) je zdrojom vodíka, ktorý sa používa na syntézu sacharidov za účasti oxidu uhličitého v druhej fáze procesu, akým je fotosyntéza.

Svetelná fáza

Chloroplasty obsahujú veľa molekúl chlorofylu, z ktorých každá absorbuje svetlo. Pohlcujú ho aj iné pigmenty, ktoré však nie sú schopné fotosyntézy. Proces prebieha len v časti molekúl chlorofylu. Zvyšné molekuly tvoria anténne a svetelné komplexy (LHC). Akumulujú kvantá svetelného žiarenia a prenášajú ich do reakčných centier, ktoré sa nazývajú aj pasce. Reakčné centrá sú umiestnené vo fotosystémoch, z ktorých má fotosyntetická rastlina dva. Prvý obsahuje molekulu chlorofylu schopnú absorbovať svetlo s vlnovou dĺžkou 700 nm a druhý - 680 nm.

Takže dva typy molekúl chlorofylu absorbujú svetlo a sú vzrušené, čo spôsobuje, že elektróny sa pohybujú na vyššiu energetickú úroveň. Vybudené elektróny, ktoré majú veľké množstvo energie, sú odtrhnuté a vstupujú do transportného reťazca umiestneného v tylakoidných membránach (vnútorné štruktúry chloroplastov).

Elektrónový prechod

Elektrón z prvého fotosystému prechádza z chlorofylu P680 na plastochinón a elektrón z druhého systému prechádza na ferredoxín. V tomto prípade na mieste, kde sú elektróny odstránené, sa v molekule chlorofylu vytvorí voľný priestor.

Aby sa tento nedostatok vyrovnal, molekula chlorofylu P680 prijíma elektróny z vody a vytvára vodíkové ióny. A druhá molekula chlorofylu kompenzuje nedostatok prostredníctvom systému nosičov z prvého fotosystému.

Takto prebieha svetelná fáza fotosyntézy, ktorej podstatou je prenos elektrónov. Paralelne s transportom elektrónov je pohyb vodíkových iónov cez membránu. To vedie k ich akumulácii vo vnútri tylakoidu. Akumulujú sa vo veľkých množstvách a uvoľňujú sa von pomocou konjugačného faktora. Výsledkom transportu elektrónov je vznik zlúčeniny NADH. A prenos vodíkových iónov vedie k vytvoreniu energetickej meny ATP.

Na konci svetelnej fázy sa kyslík dostáva do atmosféry a vo vnútri okvetného lístka sa tvoria ATP a NADH. Potom začína temná fáza fotosyntézy.

Tmavá fáza

Táto fáza fotosyntézy vyžaduje oxid uhličitý. Rastlina ho neustále prijíma zo vzduchu. Na tento účel sú na povrchu listu stomata - špeciálne štruktúry, ktoré po otvorení absorbujú oxid uhličitý. Pri vstupe do listu sa rozpúšťa vo vode a zúčastňuje sa procesov svetelnej fázy.

Počas svetelnej fázy sa vo väčšine rastlín oxid uhličitý viaže na organickú zlúčeninu, ktorá obsahuje 5 atómov uhlíka. Výsledkom je pár molekúl trojuhlíkovej zlúčeniny nazývanej kyselina 3-fosfoglycerová. Práve preto, že táto zlúčenina je primárnym výsledkom procesu, rastliny s týmto typom fotosyntézy sa nazývajú C3 rastliny.

Ďalšie procesy prebiehajúce v chloroplastoch sú pre neskúsených ľudí veľmi zložité. Konečným výsledkom je šesťuhlíková zlúčenina, ktorá syntetizuje jednoduché alebo komplexné sacharidy. Práve vo forme sacharidov rastlina akumuluje energiu. Malá časť látok zostáva v liste a plní jeho potreby. Zvyšné sacharidy cirkulujú v celej rastline a sú dodávané na miesta, kde sú najviac potrebné.

Fotosyntéza v zime

Mnoho ľudí sa aspoň raz v živote zamyslelo nad tým, odkiaľ sa v chladnom období berie kyslík. Po prvé, kyslík produkujú nielen listnaté rastliny, ale aj ihličnany a morské rastliny. A ak listnaté rastliny v zime zamrznú, ihličnaté rastliny naďalej dýchajú, aj keď menej intenzívne. Po druhé, obsah kyslíka v atmosfére nezávisí od toho, či stromy zhodili listy. Kyslík zaberá 21 % atmosféry kdekoľvek na našej planéte kedykoľvek počas roka. Táto hodnota sa nemení, pretože vzduchové hmoty sa pohybujú veľmi rýchlo a zima sa nevyskytuje súčasne vo všetkých krajinách. Nuž a do tretice, v zime v spodných vrstvách vzduchu, ktoré vdychujeme, je obsah kyslíka ešte vyšší ako v lete. Dôvodom tohto javu je nízka teplota, vďaka ktorej sa kyslík stáva hustejším.

Záver

Dnes sme si pripomenuli, čo je fotosyntéza, čo je chlorofyl a ako rastliny uvoľňujú kyslík absorbovaním oxidu uhličitého. Samozrejme, fotosyntéza je najdôležitejší proces v našom živote. Pripomína nám to potrebu starať sa o prírodu.

27. februára 2014 | Jeden komentár | Lolita Okolnová

Fotosyntéza- proces tvorby organických látok z oxidu uhličitého a vody na svetle za účasti fotosyntetických pigmentov.

Chemosyntéza- spôsob autotrofnej výživy, pri ktorom sú zdrojom energie pre syntézu organických látok z CO 2 oxidačné reakcie anorganických zlúčenín

Typicky všetky organizmy schopné syntetizovať organické látky z anorganických látok, t.j. organizmy schopné fotosyntéza a chemosyntéza, odkazujú na .

Niektoré sú tradične klasifikované ako autotrofy.

O štruktúre rastlinnej bunky sme si v krátkosti povedali, pozrime sa na celý proces podrobnejšie...

Podstata fotosyntézy

(súhrnná rovnica)

Hlavnou látkou zapojenou do viacstupňového procesu fotosyntézy je chlorofyl. Práve tá premieňa slnečnú energiu na chemickú energiu.

Na obrázku je schematicky znázornená molekula chlorofylu, mimochodom, molekula je veľmi podobná molekule hemoglobínu...

Chlorofyl je zabudovaný chloroplast grana:

Svetelná fáza fotosyntézy:

(vykonáva sa na tylakoidných membránach)

• Svetlo dopadajúce na molekulu chlorofylu je absorbované a privádza ho do excitovaného stavu - elektrón, ktorý je súčasťou molekuly, sa po absorpcii energie svetla presunie na vyššiu energetickú hladinu a zúčastňuje sa procesov syntézy;
• Pod vplyvom svetla dochádza aj k štiepeniu (fotolýze) vody:

V tomto prípade je kyslík odstránený do vonkajšieho prostredia a protóny sa hromadia vo vnútri tylakoidu v „zásobníku protónov“

2Н + + 2е - + NADP → NADPH 2

NADP je špecifická látka, koenzým, t.j. katalyzátor, v tomto prípade nosič vodíka.

• syntetizovaný (energia)

Temná fáza fotosyntézy

(vyskytuje sa v stróme chloroplastov)

skutočná syntéza glukózy

nastáva cyklus reakcií, pri ktorých vzniká C 6 H 12 O 6. Tieto reakcie využívajú energiu ATP a NADPH 2 vytvorenú vo fáze svetla; Okrem glukózy vznikajú pri fotosyntéze aj ďalšie monoméry komplexných organických zlúčenín – aminokyseliny, glycerol a mastné kyseliny, nukleotidy

Poznámka: táto fáza je tmavá nazýva sa nie preto, že sa vyskytuje v noci - k syntéze glukózy vo všeobecnosti dochádza nepretržite, ale tmavá fáza už nepotrebuje svetelnú energiu.

"Fotosyntéza je proces, od ktorého v konečnom dôsledku závisia všetky prejavy života na našej planéte."

K.A. Timiryazev.

V dôsledku fotosyntézy sa na Zemi vytvorí asi 150 miliárd ton organickej hmoty a ročne sa uvoľní asi 200 miliárd ton voľného kyslíka. Okrem toho rastliny zapájajú do kolobehu miliardy ton dusíka, fosforu, síry, vápnika, horčíka, draslíka a ďalších prvkov. Hoci zelený list využíva iba 1-2% svetla, ktoré naň dopadá, organickú hmotu vytvorenú rastlinou a kyslík vo všeobecnosti.

Chemosyntéza

Chemosyntéza sa uskutočňuje v dôsledku energie uvoľnenej počas chemických oxidačných reakcií rôznych anorganických zlúčenín: vodík, sírovodík, amoniak, oxid železitý atď.

Podľa látok zahrnutých do metabolizmu baktérií existujú:

• sírne baktérie - mikroorganizmy vodných útvarov s obsahom H 2 S - zdroje s veľmi charakteristickým zápachom,
• železné baktérie,
• nitrifikačné baktérie - oxidujú amoniak a kyselinu dusičnú,
• baktérie viažuce dusík - obohacujú pôdu, výrazne zvyšujú produktivitu,
• baktérie oxidujúce vodík

Ale podstata zostáva rovnaká - to je tiež

Ako stručne a jasne vysvetliť taký zložitý proces, akým je fotosyntéza? Rastliny sú jediné živé organizmy, ktoré si dokážu produkovať vlastnú potravu. Ako to robia? Pre rast prijímajú všetky potrebné látky z prostredia: oxid uhličitý zo vzduchu, vody a pôdy. Potrebujú aj energiu, ktorú získavajú zo slnečných lúčov. Táto energia spúšťa určité chemické reakcie, počas ktorých sa oxid uhličitý a voda premieňajú na glukózu (potravu) a dochádza k fotosyntéze. Podstatu procesu je možné stručne a zrozumiteľne vysvetliť aj deťom v školskom veku.

"Spolu so svetlom"

Slovo "fotosyntéza" pochádza z dvoch gréckych slov - "foto" a "syntéza", ktorých kombinácia znamená "spolu so svetlom". Slnečná energia sa premieňa na chemickú energiu. Chemická rovnica fotosyntézy:

6C02 + 12H20 + svetlo = C6H1206 + 602 + 6H20.

To znamená, že 6 molekúl oxidu uhličitého a dvanásť molekúl vody sa používa (spolu so slnečným žiarením) na výrobu glukózy, výsledkom čoho je šesť molekúl kyslíka a šesť molekúl vody. Ak to predstavíte ako verbálnu rovnicu, dostanete nasledovné:

Voda + slnko => glukóza + kyslík + voda.

Slnko je veľmi silný zdroj energie. Ľudia sa ho vždy snažia využiť na výrobu elektriny, zatepľovanie domov, ohrev vody a pod. Rastliny „prišli na to“, ako využiť slnečnú energiu už pred miliónmi rokov, pretože to bolo nevyhnutné na ich prežitie. Fotosyntéza sa dá stručne a zrozumiteľne vysvetliť takto: rastliny využívajú svetelnú energiu slnka a premieňajú ju na chemickú energiu, výsledkom čoho je cukor (glukóza), ktorej prebytok sa ukladá ako škrob v listoch, koreňoch, stonkách a semená rastliny. Slnečná energia sa prenáša na rastliny, ako aj na zvieratá, ktoré tieto rastliny požierajú. Keď rastlina potrebuje živiny pre rast a iné životné procesy, tieto zásoby sú veľmi užitočné.

Ako rastliny absorbujú energiu zo slnka?

Keď hovoríme o fotosyntéze stručne a jasne, stojí za to venovať sa otázke, ako rastliny dokážu absorbovať slnečnú energiu. K tomu dochádza v dôsledku špeciálnej štruktúry listov, ktorá zahŕňa zelené bunky - chloroplasty, ktoré obsahujú špeciálnu látku nazývanú chlorofyl. Práve ten dáva listom zelenú farbu a je zodpovedný za pohlcovanie energie zo slnečného žiarenia.

Prečo je väčšina listov široká a plochá?

Fotosyntéza prebieha v listoch rastlín. Úžasným faktom je, že rastliny sú veľmi dobre prispôsobené na zachytávanie slnečného žiarenia a absorbovanie oxidu uhličitého. Vďaka širokej ploche sa zachytí oveľa viac svetla. Práve z tohto dôvodu sú aj solárne panely, ktoré sa niekedy inštalujú na strechy domov, široké a ploché. Čím väčší povrch, tým lepšia absorpcia.

Čo je ešte dôležité pre rastliny?

Rovnako ako ľudia, aj rastliny potrebujú prospešné živiny, aby zostali zdravé, rástli a dobre plnili svoje životné funkcie. Cez korene získavajú minerály rozpustené vo vode z pôdy. Ak v pôde chýbajú minerálne živiny, rastlina sa nebude vyvíjať normálne. Poľnohospodári často testujú pôdu, aby sa uistili, že má dostatok živín na pestovanie plodín. V opačnom prípade sa uchýlite k použitiu hnojív obsahujúcich základné minerály pre výživu a rast rastlín.

Prečo je fotosyntéza taká dôležitá?

Aby sme deťom stručne a jasne vysvetlili fotosyntézu, stojí za to povedať, že tento proces je jednou z najdôležitejších chemických reakcií na svete. Aké sú dôvody na také hlasné vyhlásenie? Po prvé, fotosyntéza živí rastliny, ktoré zase živia všetky ostatné živé bytosti na planéte, vrátane zvierat a ľudí. Po druhé, v dôsledku fotosyntézy sa do atmosféry uvoľňuje kyslík potrebný na dýchanie. Všetky živé veci vdychujú kyslík a vydychujú oxid uhličitý. Rastliny to našťastie robia naopak, preto sú pre ľudí a zvieratá veľmi dôležité, keďže im dávajú schopnosť dýchať.

Úžasný proces

Ukazuje sa, že rastliny tiež vedia dýchať, ale na rozdiel od ľudí a zvierat absorbujú oxid uhličitý zo vzduchu, nie kyslík. Aj rastliny pijú. Preto ich treba polievať, inak odumrú. Pomocou koreňového systému sa voda a živiny dopravia do všetkých častí rastlinného tela a cez malé otvory na listoch sa absorbuje oxid uhličitý. Spúšťačom na spustenie chemickej reakcie je slnečné svetlo. Všetky získané metabolické produkty využívajú rastliny na výživu, kyslík sa uvoľňuje do atmosféry. Takto môžete stručne a jasne vysvetliť, ako prebieha proces fotosyntézy.

Fotosyntéza: svetlé a tmavé fázy fotosyntézy

Uvažovaný proces pozostáva z dvoch hlavných častí. Existujú dve fázy fotosyntézy (popis a tabuľka nižšie). Prvá sa nazýva svetelná fáza. Vyskytuje sa len za prítomnosti svetla v tylakoidných membránach za účasti chlorofylu, proteínov transportujúcich elektróny a enzýmu ATP syntetázy. Čo ešte skrýva fotosyntéza? Zapaľujte sa a nahradzujte sa navzájom ako deň a noc postupujú (Calvinove cykly). Počas temnej fázy dochádza k produkcii tej istej glukózy, potravy pre rastliny. Tento proces sa tiež nazýva reakcia nezávislá na svetle.

Záver

Zo všetkého vyššie uvedeného možno vyvodiť tieto závery:

• Fotosyntéza je proces, ktorý vyrába energiu zo slnka.
• Svetelná energia zo slnka sa chlorofylom premieňa na chemickú energiu.
• Chlorofyl dáva rastlinám zelenú farbu.
• Fotosyntéza prebieha v chloroplastoch buniek listov rastlín.
• Oxid uhličitý a voda sú nevyhnutné pre fotosyntézu.
• Oxid uhličitý vstupuje do rastliny cez drobné otvory, prieduchy a cez ne vystupuje kyslík.
• Voda sa vstrebáva do rastliny cez jej korene.
• Bez fotosyntézy by na svete nebolo žiadne jedlo.

Rastliny získavajú vodu a minerály z koreňov. Listy poskytujú rastlinám organickú výživu. Na rozdiel od koreňov nie sú v pôde, ale vo vzduchu, preto neposkytujú výživu pôdy, ale vzduchu.

Z histórie štúdia vzdušnej výživy rastlín

Poznatky o výžive rastlín sa hromadili postupne.

Asi pred 350 rokmi holandský vedec Jan Helmont prvýkrát experimentoval so štúdiom výživy rastlín. Vŕbu pestoval v hlinenej nádobe naplnenej zeminou, do ktorej pridával iba vodu. Vedec starostlivo zvážil opadané lístie. Po piatich rokoch sa hmotnosť vŕby spolu s opadanými listami zvýšila o 74,5 kg a hmotnosť pôdy sa znížila len o 57 g. Na základe toho Helmont dospel k záveru, že všetky látky v rastline nie sú tvorené pôdou , ale z vody. Názor, že rastlina sa zväčšuje len vďaka vode, pretrval až do konca 18. storočia.

V roku 1771 anglický chemik Joseph Priestley študoval oxid uhličitý, alebo, ako to nazval, „skazený vzduch“ a urobil pozoruhodný objav. Ak zapálite sviečku a prikryjete ju sklenenou pokrievkou, po troche vyhorenia zhasne.

Myš pod takouto kapucňou sa začne dusiť. Ak však pod čiapku myšou umiestnite konárik mäty, myš sa nezadusí a žije ďalej. To znamená, že rastliny „opravujú“ vzduch pokazený dýchaním zvierat, to znamená, že premieňajú oxid uhličitý na kyslík.

Nemecký botanik Julius Sachs v roku 1862 experimentmi dokázal, že zelené rastliny produkujú nielen kyslík, ale vytvárajú aj organické látky, ktoré slúžia ako potrava pre všetky ostatné organizmy.

Fotosyntéza

Hlavným rozdielom medzi zelenými rastlinami a inými živými organizmami je prítomnosť chloroplastov obsahujúcich chlorofyl v ich bunkách. Chlorofyl má tú vlastnosť, že zachytáva slnečné lúče, ktorých energia je potrebná na tvorbu organických látok. Proces vzniku organickej hmoty z oxidu uhličitého a vody pomocou slnečnej energie sa nazýva fotosyntéza (grécky pbo1os svetlo). Pri procese fotosyntézy vznikajú nielen organické látky – cukry, ale uvoľňuje sa aj kyslík.

Schematicky možno proces fotosyntézy znázorniť takto:

Voda je absorbovaná koreňmi a presúva sa cez vodivý systém koreňov a stonky k listom. Oxid uhličitý je súčasťou vzduchu. Do listov sa dostáva cez otvorené prieduchy. Absorpciu oxidu uhličitého uľahčuje štruktúra listu: plochý povrch listových čepelí, ktorý zväčšuje plochu kontaktu so vzduchom, a prítomnosť veľkého počtu prieduchov v koži.

Cukry vznikajúce v dôsledku fotosyntézy sa premieňajú na škrob. Škrob je organická látka, ktorá sa nerozpúšťa vo vode. Kgo sa dá ľahko zistiť pomocou roztoku jódu.

Dôkaz tvorby škrobu v listoch vystavených svetlu

Dokážme, že v zelených listoch rastlín vzniká škrob z oxidu uhličitého a vody. Za týmto účelom zvážte experiment, ktorý kedysi uskutočnil Julius Sachs.

Izbová rastlina (pelargónie alebo prvosienka) sa dva dni uchováva v tme, aby sa všetok škrob spotreboval na životne dôležité procesy. Potom sa niekoľko listov prikryje na oboch stranách čiernym papierom tak, aby bola pokrytá iba časť z nich. Cez deň je rastlina vystavená svetlu a v noci je dodatočne osvetlená pomocou stolovej lampy.

Po dni sa skúmané listy odrežú. Aby sa zistilo, v ktorej časti listového škrobu sa tvorí, listy sa povaria vo vode (aby škrobové zrná napučali) a potom sa uchovávajú v horúcom alkohole (chlorofyl sa rozpustí a list sa zafarbí). Potom sa listy premyjú vodou a ošetria slabým roztokom jódu. Plochy listov, ktoré boli vystavené svetlu, teda pôsobením jódu získavajú modrú farbu. To znamená, že v bunkách osvetlenej časti listu vznikol škrob. Preto k fotosyntéze dochádza iba na svetle.

Dôkazy o potrebe oxidu uhličitého pre fotosyntézu

Aby sa dokázalo, že oxid uhličitý je potrebný na tvorbu škrobu v listoch, izbová rastlina sa tiež najprv udržiava v tme. Jeden z listov sa potom vloží do banky s malým množstvom vápennej vody. Banka sa uzavrie vatovým tampónom. Rastlina je vystavená svetlu. Oxid uhličitý je absorbovaný vápennou vodou, takže nebude v banke. List sa odreže a rovnako ako v predchádzajúcom pokuse sa skúma na prítomnosť škrobu. Uchováva sa v horúcej vode a alkohole a spracuje sa roztokom jódu. V tomto prípade však bude výsledok experimentu iný: list nezmodrie, pretože neobsahuje škrob. Na tvorbu škrobu je preto okrem svetla a vody potrebný oxid uhličitý.

Takto sme odpovedali na otázku, akú potravu rastlina prijíma zo vzduchu. Prax ukázala, že ide o oxid uhličitý. Je nevyhnutný pre tvorbu organických látok.

Organizmy, ktoré si nezávisle vytvárajú organické látky na stavbu svojho tela, sa nazývajú autotrofamné (grécky autos - sám, trofe - potrava).

Dôkaz tvorby kyslíka počas fotosyntézy

Aby ste dokázali, že rastliny počas fotosyntézy uvoľňujú kyslík do vonkajšieho prostredia, zvážte experiment s vodnou rastlinou Elodea. Výhonky Elodea sa ponoria do nádoby s vodou a na vrchu sa prikryjú lievikom. Na koniec lievika umiestnite skúmavku naplnenú vodou. Rastlina je vystavená svetlu dva až tri dni. Vo svetle elodea vytvára plynové bubliny. Hromadia sa v hornej časti skúmavky a vytláčajú vodu. Aby sa zistilo, o aký plyn ide, skúmavka sa opatrne vyberie a vloží sa do nej tlejúca trieska. Črepina jasne bliká. To znamená, že v banke sa nahromadil kyslík, ktorý podporuje spaľovanie.

Kozmická úloha rastlín

Rastliny obsahujúce chlorofyl sú schopné absorbovať slnečnú energiu. Preto K.A. Timiryazev nazval ich úlohu na Zemi kozmickou. Časť slnečnej energie uloženej v organickej hmote môže byť dlho skladovaná. Uhlie, rašelina, ropa sú tvorené látkami, ktoré v dávnych geologických dobách vytvárali zelené rastliny a absorbovali energiu Slnka. Spálením prírodných horľavých materiálov človek uvoľňuje energiu, ktorú pred miliónmi rokov uchovávali zelené rastliny.

Fotosyntéza (testy)

1. Organizmy, ktoré tvoria organické látky len z organických:

1.heterotrofy

2.autotrofy

3.chemotrofy

4.mixotrofy

2. Počas svetelnej fázy fotosyntézy dochádza k:

1.Tvorba ATP

2.tvorba glukózy

3.emisie oxidu uhličitého

4. tvorba sacharidov

3. Pri fotosyntéze vzniká kyslík, ktorý sa uvoľňuje pri:

1.biosyntéza bielkovín

2.fotolýza

3.excitácia molekuly chlorofylu

4.zlúčeniny oxidu uhličitého a vody

4. V dôsledku fotosyntézy sa svetelná energia premieňa na:

1. tepelná energia

2.chemická energia anorganických zlúčenín

3. elektrická energia tepelná energia

4.chemická energia organických zlúčenín

5. Dýchanie v anaeróboch v živých organizmoch prebieha v procese:

1.oxidácia kyslíkom

2.fotosyntéza

3.kvasenie

4.chemosyntéza

6. Konečné produkty oxidácie sacharidov v bunke sú:

1.ADP a voda

2.amoniak a oxid uhličitý

3.voda a oxid uhličitý

4.amoniak, oxid uhličitý a voda

7. V prípravnom štádiu rozkladu sacharidov dochádza k hydrolýze:

1. celulózu na glukózu

2. bielkoviny na aminokyseliny

3.DNA na nukleotidy

4.tukov na glycerol a karboxylové kyseliny

8. Enzýmy zabezpečujú oxidáciu kyslíka:

1.tráviaceho traktu a lyzozómov

2.cytoplazma

3.mitochondria

4.plastid

9. Pri glykolýze sa ukladajú 3 mol glukózy vo forme ATP:

10. Dva móly glukózy prešli v živočíšnej bunke kompletnou oxidáciou a uvoľnil sa oxid uhličitý:

11. V procese chemosyntézy organizmy premieňajú oxidačnú energiu:

1.zlúčeniny síry

2.organické zlúčeniny

3.škrob

12. Jeden gén zodpovedá informácii o molekule:

1.aminokyseliny

2.škrob

4.nukleotid

13.Genetický kód pozostáva z troch nukleotidov, čo znamená, že:

1. špecifický

2.nadbytočný

3.univerzálny

4.tripletén

14. V genetickom kóde jedna aminokyselina zodpovedá 2-6 tripletom, čo sa prejavuje:

1.kontinuita

2.nadbytočnosť

3. všestrannosť

4.špecifickosť

15. Ak je nukleotidové zloženie DNA ATT-CHC-TAT, potom nukleotidové zloženie i-RNA je:
1.TAA-TsGTs-UTA

2.UAA-GTG-AUA

3.UAA-CHTs-AUA

4.UAA-TsGTs-ATA

16. Syntéza bielkovín sa nevyskytuje na vlastných ribozómoch v:

1.vírus tabakovej mozaiky

2. Drosophila

3.ant

4. Vibrio cholerae

17. Antibiotikum:

1. je ochranným krvným proteínom

2.syntetizuje nové bielkoviny v tele

3.je oslabený patogén

4.potláča proteínovú syntézu patogénu

18. Úsek molekuly DNA, kde dochádza k replikácii, má 30 000 nukleotidov (oba vlákna). Na replikáciu budete potrebovať:

19. Koľko rôznych aminokyselín dokáže transportovať jedna t-RNA:

1.vždy jeden

2.vždy dvaja

3.vždy tri

4.niektoré dokážu prepraviť jedného, ​​niektoré niekoľko.

20. Časť DNA, z ktorej prebieha transkripcia, obsahuje 153 nukleotidov, táto časť kóduje polypeptid z:

1,153 aminokyselín

2,51 aminokyselín

3,49 aminokyselín

4 459 aminokyselín

21. Pri fotosyntéze vzniká v dôsledku toho kyslík

1. fotosyntetická voda

2.​ rozklad uhlíkového plynu

3. redukcia oxidu uhličitého na glukózu

4. Syntéza ATP

Počas procesu fotosyntézy dochádza

1.​ syntéza uhľohydrátov a uvoľňovanie kyslíka

2.odparovanie vody a absorpcia kyslíka

3. Výmena plynov a syntéza lipidov

4. uvoľnenie oxidu uhličitého a syntéza bielkovín

23. Počas svetelnej fázy fotosyntézy sa energia slnečného žiarenia využíva na syntézu molekúl

1. lipidy

2. proteíny

3.nukleová kyselina

24. Vplyvom energie slnečného žiarenia stúpa elektrón v molekule na vyššiu energetickú hladinu

1. veverička

2. glukóza

3. chlorofyl

4. biosyntéza bielkovín

25. Rastlinná bunka, podobne ako živočíšna bunka, pri tom dostáva energiu. .

1.​ oxidácia organických látok

2. biosyntéza bielkovín

3. syntéza lipidov

4.syntéza nukleových kyselín

Fotosyntéza prebieha v chloroplastoch rastlinných buniek. Chloroplasty obsahujú pigment chlorofyl, ktorý sa podieľa na procese fotosyntézy a dodáva rastlinám zelenú farbu. Z toho vyplýva, že fotosyntéza prebieha len v zelených častiach rastlín.

Fotosyntéza je proces tvorby organických látok z anorganických. Organickou látkou je najmä glukóza a anorganickými látkami sú voda a oxid uhličitý.

Slnečné svetlo je tiež dôležité pre priebeh fotosyntézy. Svetelná energia je uložená v chemických väzbách organickej hmoty. Toto je hlavný bod fotosyntézy: viazať energiu, ktorá sa neskôr použije na podporu života rastliny alebo zvierat, ktoré túto rastlinu jedia. Organická hmota funguje len ako forma, spôsob skladovania slnečnej energie.

Keď v bunkách prebieha fotosyntéza, v chloroplastoch a na ich membránach prebiehajú rôzne reakcie.

Nie všetky potrebujú svetlo. Preto existujú dve fázy fotosyntézy: svetlá a tma. Tmavá fáza nevyžaduje svetlo a môže sa vyskytnúť v noci.

Oxid uhličitý vstupuje do buniek zo vzduchu cez povrch rastliny. Voda pochádza z koreňov pozdĺž stonky.

V dôsledku procesu fotosyntézy vzniká nielen organická hmota, ale aj kyslík. Kyslík sa uvoľňuje do ovzdušia cez povrch rastliny.

Glukóza vytvorená ako výsledok fotosyntézy sa prenáša do iných buniek, premieňa sa na škrob (ukladá sa) a používa sa na životne dôležité procesy.

Hlavným orgánom, v ktorom prebieha fotosyntéza u väčšiny rastlín, je list. Práve v listoch je veľa fotosyntetických buniek, ktoré tvoria fotosyntetické tkanivo.

Keďže slnečné svetlo je dôležité pre fotosyntézu, listy majú zvyčajne veľkú plochu. Inými slovami, sú ploché a tenké. Aby sa svetlo dostalo na všetky listy rastlín, sú umiestnené tak, aby si navzájom takmer netienili.

Takže, aby sa proces fotosyntézy mohol uskutočniť, potrebujete oxid uhličitý, voda a svetlo. Produkty fotosyntézy sú organické látky (glukóza) a kyslík. Fotosyntéza prebieha v chloroplastoch, ktoré sú najhojnejšie v listoch.

Fotosyntéza prebieha v rastlinách (hlavne v ich listoch) na svetle. Ide o proces, pri ktorom z oxidu uhličitého a vody vzniká organická látka glukóza (jeden z druhov cukrov). Ďalej sa glukóza v bunkách premení na zložitejšiu látku, škrob. Glukóza aj škrob sú sacharidy.

Proces fotosyntézy neprodukuje len organickú hmotu, ale ako vedľajší produkt vzniká aj kyslík.

Oxid uhličitý a voda sú anorganické látky, zatiaľ čo glukóza a škrob sú organické.

Preto sa často hovorí, že fotosyntéza je proces tvorby organických látok z anorganických látok vo svetle. Len rastliny, niektoré jednobunkové eukaryoty a niektoré baktérie sú schopné fotosyntézy. V bunkách zvierat a húb k takémuto procesu nedochádza, preto sú nútené absorbovať organické látky z prostredia. V tomto ohľade sa rastliny nazývajú autotrofy a zvieratá a huby sa nazývajú heterotrofy.

Proces fotosyntézy v rastlinách prebieha v chloroplastoch, ktoré obsahujú zelený pigment chlorofyl.

Aby sa fotosyntéza mohla uskutočniť, potrebujete:

chlorofyl,

oxid uhličitý.

Počas procesu fotosyntézy sa tvoria:

organická hmota,

kyslík.

Rastliny sú prispôsobené na zachytávanie svetla. V mnohých bylinných rastlinách sa listy zhromažďujú v takzvanej bazálnej ružici, keď si listy navzájom netienia. Pre stromy je charakteristická listová mozaika, v ktorej listy rastú tak, aby si navzájom čo najmenej tienili. V rastlinách sa čepele listov môžu otáčať smerom k svetlu v dôsledku ohýbania listových stopiek. S tým všetkým sú tieňomilné rastliny, ktoré môžu rásť len v tieni.

Vodapre fotosyntézuprichádzado listovod koreňovpozdĺž stonky. Preto je dôležité, aby rastlina dostávala dostatok vlahy. Pri nedostatku vody a niektorých minerálov je proces fotosyntézy brzdený.

Oxid uhličitýodobratých na fotosyntézupriamoz ničoho ničlisty. Kyslík, ktorý rastlina produkuje pri fotosyntéze, sa naopak uvoľňuje do ovzdušia. Výmenu plynov uľahčujú medzibunkové priestory (priestor medzi bunkami).

Organické látky vznikajúce pri procese fotosyntézy sa čiastočne využívajú v samotných listoch, ale hlavne prúdia do všetkých ostatných orgánov a premieňajú sa na iné organické látky, využívajú sa v energetickom metabolizme a premieňajú na rezervné živiny.

Fotosyntéza

Fotosyntéza- proces syntézy organických látok pomocou svetelnej energie. Organizmy, ktoré sú schopné syntetizovať organické látky z anorganických zlúčenín, sa nazývajú autotrofné. Fotosyntéza je charakteristická len pre bunky autotrofných organizmov. Heterotrofné organizmy nie sú schopné syntetizovať organické látky z anorganických zlúčenín.
Bunky zelených rastlín a niektorých baktérií majú špeciálne štruktúry a komplexy chemikálií, ktoré im umožňujú zachytávať energiu zo slnečného žiarenia.

Úloha chloroplastov vo fotosyntéze

Rastlinné bunky obsahujú mikroskopické útvary – chloroplasty. Sú to organely, v ktorých sa absorbuje energia a svetlo a premieňajú sa na energiu ATP a iných molekúl – nosičov energie. Zrnká chloroplastov obsahujú chlorofyl, komplexnú organickú látku. Chlorofyl zachytáva svetelnú energiu na použitie pri biosyntéze glukózy a iných organických látok. Enzýmy potrebné na syntézu glukózy sa nachádzajú aj v chloroplastoch.

Svetelná fáza fotosyntézy

Kvantum červeného svetla absorbovaného chlorofylom prenáša elektrón do excitovaného stavu. Elektrón excitovaný svetlom získava veľkú zásobu energie, v dôsledku čoho sa posúva na vyššiu energetickú hladinu. Elektrón excitovaný svetlom možno prirovnať ku kameňu zdvihnutému do výšky, ktorý tiež získava potenciálnu energiu. Stráca ho pádom z výšky. Excitovaný elektrón sa akoby v krokoch pohybuje pozdĺž reťazca komplexných organických zlúčenín zabudovaných do chloroplastu. Pohybom z jedného kroku na druhý elektrón stráca energiu, ktorá sa využíva na syntézu ATP. Elektrón, ktorý plytval energiou, sa vracia do chlorofylu. Nová časť svetelnej energie opäť excituje elektrón chlorofylu. Opäť ide rovnakou cestou, pričom energiu vynakladá na tvorbu molekúl ATP.
Vodíkové ióny a elektróny, potrebné na obnovu molekúl prenášajúcich energiu, vznikajú štiepením molekúl vody. Rozklad molekúl vody v chloroplastoch vykonáva špeciálny proteín pod vplyvom svetla. Tento proces sa nazýva fotolýza vody.
Energiu slnečného žiarenia teda rastlinná bunka priamo využíva na:
1. excitácia elektrónov chlorofylu, ktorých energia sa ďalej vynakladá na tvorbu ATP a iných molekúl nosičov energie;
2. fotolýza vody, dodanie vodíkových iónov a elektrónov do svetelnej fázy fotosyntézy.
To uvoľňuje kyslík ako vedľajší produkt fotolýznych reakcií.

Štádium, počas ktorého sa vďaka energii svetla tvoria energeticky bohaté zlúčeniny - ATP a molekuly prenášajúce energiu, volal svetelná fáza fotosyntézy.

Temná fáza fotosyntézy

Chloroplasty obsahujú päťuhlíkové cukry, z ktorých jeden ribulóza difosfát, je akceptor oxidu uhličitého. Špeciálny enzým viaže päťuhlíkový cukor s oxidom uhličitým vo vzduchu. V tomto prípade vznikajú zlúčeniny, ktoré sa pomocou energie ATP a iných molekúl nosičov energie redukujú na šesťuhlíkovú molekulu glukózy.

Svetelná energia premenená počas svetelnej fázy na energiu ATP a iných molekúl nosičov energie sa teda využíva na syntézu glukózy.

Tieto procesy môžu prebiehať v tme.
Z rastlinných buniek sa podarilo izolovať chloroplasty, ktoré v skúmavke pod vplyvom svetla vykonávali fotosyntézu – tvorili nové molekuly glukózy a absorbovali oxid uhličitý. Ak sa zastavilo osvetlenie chloroplastov, zastavila sa aj syntéza glukózy. Ak sa však k chloroplastom pridali ATP a molekuly redukovaných nosičov energie, syntéza glukózy sa obnovila a mohla pokračovať v tme. To znamená, že svetlo je skutočne potrebné len na syntézu ATP a nabíjanie molekúl prenášajúcich energiu. Absorpcia oxidu uhličitého a tvorba glukózy v rastlinách volal temná fáza fotosyntézy pretože vie chodiť v tme.
Intenzívne osvetlenie a zvýšený obsah oxidu uhličitého vo vzduchu vedú k zvýšenej aktivite fotosyntézy.

Ďalšie poznámky k biológii

Ďalšie zaujímavé články: