Фотосинтезата е процесът на превръщане на слънчевата светлина в химическа енергия чрез съхраняването й в връзките на глюкоза или захар. Този процес протича в растения, бактерии и някои протести, или водорасли, за да се произвежда захар като храна. Хлорофилът, присъстващ в листата на фотосинтетичните растения, улавя енергия от слънчевата светлина и я преобразува във въглехидрати. Фотосинтезата използва въглероден диоксид (CO2) и вода като суровина за производството на захар и освобождаване на кислород като страничен продукт.
Биологична структура
Фотосинтезата се осъществява предимно в листата и стъблата. Типичният лист включва горната и долната епидермиса, съдовите снопове, мезофила и стомаха или порите на растенията. Горната и долната епидермиса служат за защита на листа. Стомите са пори в долната епидермиса, които действат като проход за преминаване на CO2 и въздух. Съдовите снопове движат вода, минерали и хранителни вещества около растението. Мезофилът съдържа хлоропласт в своята тилакоидна мембрана. Това е мястото, където се извършва фотосинтезата.
Възникване на химическа реакция
Цялостната химическа реакция при фотосинтеза може да бъде написана като "6H2O + 6CO2 -----> C6H12O6 + 6O2." Процесът протича на два етапа. Първият етап е реакцията на светлината, използвана за образуване на високоенергийни молекули. Енергията, събрана в светлинната реакция, се съхранява в клетки под формата на химикал, наречен ATP, или аденозин трифосфат. Вторият етап на фотосинтеза се нарича Calvin Cycle Reaction.
Циклична реакция на Калвин
В тази част на реакцията химическата енергия, съхранявана в ATP, се използва за производството на захар от CO2 чрез ензимни или ензимни реакции. Първоначално CO2 взаимодейства с пет въглеродно съединение, наречено рибулоза бисфосфат (RuBP), катализирано от ензима карбоксилаза оксигеназа, за да се получи стабилно три въглеродно съединение, наречено фосфоглицерат (PGA). Заловената в ATP енергия превръща PGA в глицералдехид 3-фосфат (G3P), който се преобразува в други органични съединения.
Фактори, ограничаващи фотосинтезата
Фотосинтезата се определя много от факторите като интензивност на светлината, хранителни вещества в почвата, наличие на вода, температура и концентрация на въглероден диоксид в атмосферата. Намаляването на нивото на водата намалява влагата от почвата и затваря стомасите. Това ограничава дифузията на въглеродния диоксид и влияе върху фотосинтезата.
