Fotosynteza

Fotosynteza jest złożonym procesem biochemicznym, zachodzącym głównie w liściach a dokładniej w chloroplastach. To proces anaboliczny, wiążący się z dostarczeniem z zewnątrz energii świetlnej. Przeprowadzana jest wyłącznie przez organizmy samożywne (autotrofy).

Organizmy produkujące związki organiczne na drodze fotosyntezy to:

- wszystkie rośliny nieliczne wyjątki to rośliny saprofityczne, cudzożywne i pasożytnicze),
- niektóre protisty,
- część bakterii.

Wykorzystują one energię świetlną do wytwarzania cukrów z dwutlenku węgla i wody. Organizmami samożywnymi są wszystkie rośliny, glony oraz niektóre bakterie. Fotosynteza jest procesem anabolicznym, którego reakcje wymagają dostarczenia z zewnątrz energii świetlnej. Energia świetlna może zostać pochłonięta i wykorzystana przez organizmy samożywne dzięki specjalnym barwnikom chemicznym. Najważniejszym z tych barwników jest chlorofil. Niezbędny do fotosyntezy dwutlenek węgla wnika do liści z powietrza przez aparaty szparkowe. Natomiast woda pobierana jest z gleby przez korzeń i transportowana wiązkami przewodzącymi . Związek w liściu woda przemieszcza się do komórek miękiszu asymilacyjnego (przede wszystkim do miękiszu palisadowego). Występuje on po silnie oświetlonej stronie liścia i zawiera więcej chloroplastów niż miękisz gąbczasty.

Reakcje fotosyntezy dzielą się na charakterystyczne fazy.

Reakcje fotosyntezy dzielą się na: zależne bezpośrednio od światła i niezależne od niego. Pierwsze składają się na tzw. fazę jasną fotosyntezy, natomiast drugie na fazę ciemną. W czasie fazy jasnej cząsteczki chlorofilu pochłaniają światło. W chloroplastach energia świetlna zostaje przekształcona w energie chemiczną, która jest magazynowana w specjalnych wiązaniach chemicznych. Zmagazynowana w fazie jasnej fotosyntezy energia chemiczna zostaje wykorzystana przez odpowiednie enzymy w fazie ciemnej do przeprowadzenia asymilacji dwutlenku węgla, czyli przyłączenia go do związku organicznego oraz przetworzenia powstałej substancji na cukier- glukozę. Ubocznym produktem fazy jasnej jest tlen. Powstał on poprzez rozpad cząsteczki wody (fotoliza wody). Podstawowy produkt fotosyntezy, czyli glukoza może być wykorzystana od razu, w procesie oddychania wewnątrzkomórkowego lub przetransportowana wiązkami sitowymi do korzenia i innych części rośliny. Tam glukoza może zostać przetworzona na wielocukier (skrobię jak w bulwach ziemniaka lub tłuszcze jak w nasionach roślin oleistych). Pobierane z wodą sole mineralne stanowią źródło pierwiastków niezbędnych organizmom samożywnym do wytwarzania wielu potrzebnych związków organicznych (Np. białek).

Czynniki wpływające na tempo fotosyntezy.

- natężenie światła: do pewnej granicy powoduje zwiększenie tempa fotosyntezy, po przekroczeniu natężenia granicznego tempo nie rośnie,
- temperatura: wzrost początkowo prowadzi do przyspieszenia fotosyntezy, potem następuje coraz silniejszy spadek tempa,
- ilość wody:brak lub niedobór ogranicza tempo, zwiększenie ilości wody powyżej pewnej granicy nie zwiększa tempa, może je hamować,
- stężenie dwutlenku węgla: nieznaczny wzrost przyspiesza tempo (w warunkach laboratoryjnych), później nie rośnie,ponieważ chloroplasty nie mogą przetwarzać większej ilości dwutlenku węgla.

Znaczenie fotosyntezy.

Organizmy żywe wykorzystujące tlen do oddychania nie wyczerpują zasobów tego pierwiastka w przyrodzie. Tlen pobrany przez rośliny jako składnik wody powraca do środowiska w postaci gazowej. Fotosynteza wywiera również zasadniczy wpływ na krążenie wody i węgla w przyrodzie. Tworzona dzięki fotosyntezie materia organiczna stanowi podstawowe źródło pożywienia dla wszystkich organizmów cudzożywnych.