Fotosintezė yra saulės šviesos pavertimas chemine energija, kaupiant ją gliukozės ar cukraus ryšiuose. Šis procesas vyksta augaluose, bakterijose ir kai kuriuose protistuose ar dumbliuose, gaminant cukrų kaip maistą. Fotosintetinių augalų lapuose esantis chlorofilas sukaupia saulės šviesos energiją ir paverčia ją angliavandeniais. Fotosintezės metu kaip žaliava naudojamas anglies dioksidas (CO2) ir vanduo, kad būtų galima gaminti cukrų ir išleisti deguonį kaip šalutinį produktą.
Biologinė struktūra
Fotosintezė daugiausia vyksta lapuose ir stiebuose. Tipiškas lapas apima viršutinį ir apatinį epidermį, kraujagyslių ryšulius, mezofilą ir stomatą arba augalų poras. Viršutinis ir apatinis epidermis tarnauja kaip lapo apsauga. Stomos yra apatinio epidermio poros, kurios praeina, kad praeitų CO2 ir oras. Kraujagyslių pluoštai perkelia vandenį, mineralus ir maistines medžiagas aplink augalą. Melafilio tiroidinėje membranoje yra chloroplasto. Tai vieta, kur vyksta fotosintezė.
Cheminės reakcijos atsiradimas
Bendra fotosintezės metu vykstanti cheminė reakcija gali būti parašyta taip: "6H2O + 6CO2 -----> C6H12O6 + 6O2". Procesas vyksta dviem etapais. Pirmasis etapas yra šviesos reakcija, naudojama aukštos energijos molekulėms formuoti. Šviesos reakcijos metu sukaupta energija kaupiama ląstelėse cheminės medžiagos, vadinamos ATP, arba adenozino trifosfato pavidalu. Antrasis fotosintezės etapas vadinamas Kalvino ciklo reakcija.
Kalvino ciklo reakcija
Šioje reakcijos dalyje cheminė energija, kaupiama ATP, naudojama cukrui iš CO2 gaminti iš fermentinių arba fermentinių reakcijų. Iš pradžių CO2 reaguoja su penkių anglies junginiu, vadinamu ribuliozės bisfosfatu (RuBP). ATP užfiksuota energija paverčia PGA į glicerraldehido 3-fosfatą (G3P), kuris paverčiamas kitais organiniais junginiais.
Fotosintezę ribojantys veiksniai
Fotosintezę labai lemia tokie veiksniai kaip šviesos intensyvumas, dirvožemio maistinės medžiagos, vandens prieinamumas, temperatūra ir anglies dioksido koncentracija atmosferoje. Sumažėjęs vandens lygis sumažina drėgmę iš dirvožemio ir užkemša stiebus. Tai riboja anglies dioksido difuziją ir daro įtaką fotosintezei.
