FOTOSYNTEZA

autotroficzny sposób odżywiania się roślin, sinic oraz niektórych bakterii (zielone i purpurowe). W procesie fotosyntezy przy udziale energii świetlnej z prostych związków mineralnych tworzą się związki organiczne. Warunkiem fotosyntezy jest obecność barwników fotosyntetycznie czynnych, głównie chlorofilu, a u bakterii - bakteriochlorofilu. U roślin fotosynteza przebiega w chloroplastach, które najliczniej występują w miękiszu asymilacyjnym w liściach. Uproszczone równanie fotosyntezy: 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂. W rzeczywistości proces jest bardziej skomplikowany. Obejmuje dwie fazy: jasną (zależną od światła), która zachodzi w błonach gran i ciemną (niezależną bezpośrednio od światła) - przebiegającą w stromie chloroplastów. Istotą fazy jasnej fotosyntezy jest konwersja energii świetlnej na chemiczną oraz fotoliza wody, które prowadzą do wytworzenia siły asymilacyjnej (ATP, NADPH + H⁺) potrzebnej do fazy ciemnej. Jako produkt uboczny uwalnia się także tlen. Faza ciemna obejmuje reakcje zwane cyklem Calvina, których istotą jest włączenie w chemizm komórki cząsteczki CO₂ i które prowadzą do wytworzenia pierwotnego produktu fotosyntezy - aldehydu fosfoglicerynowego. Jest to cukier prosty, trioza, który stanowi związek wyjściowy do syntezy wtórnych produktów fotosyntezy - innych cukrów, białek, tłuszczy itp. Fotosynteza jest procesem warunkującym życie na Ziemi, gdyż zapewnia pierwotną produkcję biomasy oraz tlen służący większości organizmów do oddychania. Wyróżnia się fotosyntezę typu C₃ i C₄. Fotosynteza typu C₃ występuje u większości roślin naczyniowych, C₄ głównie u traw podzwrotnikowych, np. trzcina cukrowa, kukurydza. U roślin C₄ w komórkach mezofilu występuje dodatkowy akceptor CO₂ - fosfoenolopirogronian (PEP), który zwiększa asymilację dwutlenku węgla, a tym samym wydajność fotosyntezy w niskich stężeniach CO₂. Gruboszowate, np. kaktusy, pobierają CO₂ nocą przy otwartych aparatach szparkowych i wytwarzają kwas jabłkowy, który gromadzą w wakuolach. W ciągu dnia, gdy aparaty szparkowe są zamknięte i niemożliwe jest pobieranie CO₂, wykorzystują zgromadzony kwas jabłkowy jako źródło węgla. Bakterie fotosyntezujące nie wykorzystują do fotosyntezy wody, nie powstaje więc tlen jako produkt uboczny. Donorem elektronów do redukcji bakteriochlorofilu jest np. wodór lub siarkowodór.