synteza związków organicznych z prostych substancji nieorganicznych przy udziale energii świetlnej przeprowadzana przez rośliny i niektóre bakterie. Substancjami wyjściowymi są dwutlenek węgla (CO2) pobierany z atmosfery przez liście ( aparaty szparkowe) i woda (H2O) pobierana z gleby przez korzenie. Energii do f. dostarcza światło pochłaniane przez chlorofil lub inne barwniki (fukoksantynę, fikocjaninę i fikoerytrynę). U roślin zielonych f. zachodzi w chloroplastach i składa się z dwóch oddzielnych, ale związanych ze sobą faz - świetlnej (fotochemicznej), wymagającej światła, i ciemnej - ciągu reakcji chemicznych zachodzących przy użyciu pochłoniętej energii. Faza świetlna zachodząca w membranach tylakoidów polega na fotolizie wody pod wpływem energii pochłoniętej przez chlorofil i wytworzeniu ATP i NADPH2. Barwniki w chloroplastach tworzą zespoły (systemy) składające się z kilkuset cząsteczek chlorofilu, karotenoidów, białek i innych substancji, przy czym tylko jedna cząsteczka chlorofilu jest aktywna (centrum aktywne systemu). U roślin wyższych występują dwa systemy barwników: PSI i PSII. W systemie PSI centrum aktywne stanowi cząsteczka chlorofilu a o maksimum absorbcji światła 700 nm (oznaczana symbolem P700), a w systemie PSII centrum aktywne tworzy chlorofil a o maksimum absorpcji 680 nm (P680). W wyniku rozszczepienia cząsteczki H2O wydziela się tlen, uwalniają jony H+ oraz dwa elektrony. Jony wodoru zostają przeniesione przez NADP na związany już CO2, co prowadzi do jego redukcji i wytworzenia asymilatów NADPH2 i ATP ( fosforylacja fotosyntetyczna). Faza ciemna fotosyntezy ma charakter cykliczny i nosi nazwę cyklu Calvina (Ryc. 18). Zachodzi w stromie chloroplastów i dzieli się na trzy etapy: a) karboksylacja - polega na przyłączaniu CO2 do rybulozo-1,5-dwufosforanu (pentoza) i wytworzeniu dwóch cząsteczek kwasu 3-fosfoglicerynowego. W każdym obiegu cyklu zostają związane trzy cząsteczki CO2 i trzy pentozy, dając sześć cząsteczek kwasu 3-fosfoglicerynowego; b) redukcja - prowadzi do redukcji powstałego wcześniej kwasu 3-fosfoglicerynowego do aldehydu 3-fosfoglicerynowego (fosfotrioza). W czasie cyklu sześć cząsteczek kwasu ulega redukcji do sześciu cząsteczek fosfotriozy; c) regeneracja - odtworzenie pentozy wiążącej CO2; tylko jedna z sześciu cząsteczek aldehydu 3-fosfoglicerynowego (triozy C3) ulega dalszym przemianom, pięć pozostałych zostaje wykorzystanych do regeneracji trzech cząsteczek rybulozo-1,5 dwufosforanu (pentozy C5) - (C3 + C3 = C6, C6 + C3 = C4 + C5, C4 + C3 = C7, C7 + C3 = C5 + C5). (Ryc. 19) U niektórych roślin karboksylacja przebiega w cyklu C4 kwasów dwukarboksylowych. Akceptorem CO2 w cyklu C4 jest trójwęglowy kwas fosfoenolopirogronowy.
- fotosynteza, ulec fotosyntezie, obserwować...
- FOTOSYNTEZA, wytwarzanie przez zielone...
- fotosynteza, (reakcja fotochemiczna)...