Fotosynteza

 

FOTOSYNTEZA,

asymilacja węgla, złożony proces wytwarzania związków organicznych z dwutlenku węgla i wody kosztem energii świetlnej, przebiegający wg ogólnej reakcji: 6CO2 + 6H2O + energia świetlna = C6H12O6 + 6O2; fotosyntezę mogą przeprowadzać rośliny zielone zawierające chlorofil, a także bakterie zawierające bakteriochlorofil; fotosynteza jest skomplikowanym procesem enzymatycznym złożonym z bardzo wielu następujących po sobie reakcji; zachodzi w dwóch etapach: w pierwszym, przebiegającym w tylakoidach chloroplastów w obecności światła (reakcje świetlne), uczestniczą systemy barwników asymilacyjnych, tzw. fotosystemy PS-I i PS-II, które absorbują kwanty energii świetlnej (fotony); energia fotonów uruchamia przepływ elektronów z wody do NADP (fosforan dinukleotydu nikotynamidoadeninowego) powodując fotolizę wody z wytworzeniem tlenu (który się wydziela) i zredukowanej formy NADPH (tak zwana siła redukcyjna); przepływ ten jest także sprzężony z syntezą ATP; w drugim etapie, który zachodzi w stromie chloroplastów bez udziału światła (reakcje ciemniowe), energia chemiczna ATP i potencjał redukcyjny NADPH są zużywane do włączenia dwutlenku węgla w związki organiczne rośliny; sposób wiązania dwutlenku węgla może przebiegać wg cyklu Calvina (u tzw. roślin C-3, występujących gł. w klimacie umiarkowanym) lub wg cyklu Hatcha, Slacka, Kortschaka, zw. też cyklem C-4, (u tzw. roślin C-4 typowych dla klimatu subtropikalnego); jego odmianą jest tak zwany kwasowy metabolizm węgla, zachodzi on u roślin przystosowanych do życia w warunkach suszy, np. roślin z rodziny gruboszowatych; wytwarzane w wyniku fotosyntezy związki organiczne i tlen (ok. 1011 ton rocznie) stanowią pokarm i źródło energii dla człowieka i zwierząt.