Fotosynteza jest anabolicznym procesem polegającym na syntezie związków organicznych z prostych, nieorganicznych substancji pod wpływem działania promieni słonecznych. To kluczowy proces do wzrostu i przeżycia wielu roślin. Zachodzi głównie w liściach, łodygach czy innych tkankach zielonych, bogatych w chlorofil. Za bezpośrednie przeprowadzanie fotosyntezy odpowiadają struktury zwane chloroplastami.
Na czym polega fotosynteza?
Na fotosyntezę składają się 2 etapy:
- faza świetlna – energia świetlna pochodząca z promieni słonecznych przekształca się w energię chemiczną zmagazynowaną w formie wiązań ATP i NADPH. Omawiana faza zachodzi na błonach tylakoidów;
- faza ciemna – ATP i NADPH zostają zużyte podczas redukcji dwutlenku węgla i wbudowywania go w związki organiczne. Omawiana faza zachodzi w stromach.
Obie fazy są od siebie zależne – produkty fazy jasnej zostają wykorzystywane jako substraty w fazie ciemnej. Głównym barwnikiem fotosyntetycznym jest chlorofil a, natomiast barwnikami pomocniczymi są: chlorofil b, ksantofile oraz karoteny. W błonach tylakoidu zawarte są systemy odpowiedzialne za przekształcanie energii świetlnej: białka systemu zbierającego energię, centra reakcji, łańcuch transportu elektronów i syntaza ATP.
Obie fazy można jednak opisać bardziej szczegółowo. W fazie jasnej miejsce ma pochłanianie fotonów przez chlorofil. Stan ten jest jednak niestabilny, w związku z czym energia zostaje przekazana przez kolejne cząsteczki chlorofilu do centrum reakcji, wybijając z niego elektron. Wybite elektrony ulegają szybkiemu wychwytowi m.in. przez NADP. Stopniowo tracą swoją energię, która częściowo jest magazynowana w postaci ATP (tzw. fosforylacja fotosyntetyczna). Oprócz ATP dochodzi do syntezy związków, które wykorzystywane są w fazie ciemnej fotosyntezy (jest ona niezależna od światła słonecznego, często zwie się ją cyklem Calvina). Dzięki receptorom światła rośliny są w stanie odróżnić dzień od nocy, przez co wiedzą, kiedy rozpocząć kolejne procesy fotosyntezy.
Co wpływa na proces fotosyntezy?
Na przebieg fotosyntezy wpływa szereg czynników zewnętrznych, do których możemy zaliczyć:
- ekspozycję tkanek roślin na promieniowanie słoneczne (światło);
- ilość dwutlenku węgla w powietrzu;
- temperaturę otoczenia;
- dostępność wody (zarówno z gleby, jak i z powietrza);
- dostępność składników mineralnych w glebie.
Im lepsze zapewnione warunki ma roślina, tym fotosynteza przebiega sprawniej, a w związku z tym i cały wzrost rośliny. Dwutlenek węgla jest podstawowym substratem fotosyntezy. Jego stężenie w atmosferze ocenia się na około 0,04%, a główne jego źródło stanowią procesy rozkładu martwej materii organicznej w glebie, przeprowadzane przez bakterie i grzyby. Ilość dwutlenku węgla w powietrzu ma kluczowy wpływ na intensywność fotosyntezy – wzrost jego stężenia powoduje jednocześnie zwiększenie masy roślin.
Znaczenie fotosyntezy
Fotosynteza jest bardzo dobrze poznanym procesem, w przebiegu którego (z wody i dwutlenku węgla, przy udziale energii słonecznej) powstają związki organiczne i tlen. Substancje fotosyntetyczne wytworzone przez roślinę w trakcie fotosyntezy stanowią dla niej pokarm, przez co może wzrastać i rozwijać się zgodnie ze swoim fizjologicznym cyklem. Fotosynteza ma również ogromne znaczenie dla człowieka. W jej przebiegu dochodzi do produkcji tlenu, którym oddychamy każdego dnia i który jest niezbędny do przeżycia. Właśnie dlatego w lasach czy na łonie natury oddycha się nam lepiej – ze względu na roślinne otoczenie powietrze jest czyste, świeże i bogate w tlen.
Fotosynteza a chemosynteza
Nie należy mylić tych dwóch pojęć. Fotosyntezę przeprowadzają rośliny, do czego niezbędne jest światło słoneczne i dwutlenek węgla. Z kolei chemosyntezą zwiemy proces produkcji materii organicznej z wykorzystaniem energii chemicznej, co przeprowadzają niektóre gatunki bakterii. Substratem reakcji chemosyntetycznych mogą być m.in. amoniak, tlenek węgla, mocznik, metan oraz niektóre jony (np. wodorowe, żelazowe, siarkowe). Energia powstaje tutaj wskutek utleniania wymienionych związków.
Polecane produkty:
|
Spirulina i chlorella
Spirulina i chlorella wspomaga oczyszczanie organizmu z toksyn, w tym również z metali ciężkich. Ponadto wspiera budowanie naturalnej odporności, odmładzanie organizmu, pomaga w likwidacji zaparć, przyspiesza metabolizm i regenerację uszkodzonych tkanek Zobacz więcej... |
Bibliografia
- Reece J., Biologia Campbella, Wydawnictwo REBIS, Poznań 2016.
- Solomon E., Berg L., Martin D., Biologia, Wydawnictwo Multico, Warszawa 2014.
