Fotosyntéza je děj, kdy absorbovaná energie slunečního záření je použita k syntéze organických látek z lát. anorganických a uvolňuje se O2 jako vedlejší produkt.
Klíčovou úlohu při fotosyntéze má chlorofyl a (zelené barvivo). Fotosyntéza se skládá ze 2 fází -> světelné a temnostní.
_____________________________________________________________________________________
Světelná fáze
- jde o fotosyntetický proces, kdy dochází k přeměně energie fotonů na energii chemickou, tj. syntéza ATP a NADPH + H+
- zahrnuje 4 procesy:
1) absorpce hυ (molekulami chlorofylu)
2) fotolysa vody (Hillova reakce) -> výroba O2
3) fotoredukce NADP+ na NADPH + H+
4) fotofosforylace -> syntéza ATP
Cyklická fotosyntéza: absorpcí světla dochází k excitaci elektronů (e-) v molekule chlorofylu → e- je přenesen do elektrontransportního řetězce-ETC (systém oxidoreduktas a přenašečů e- ); část energie vzniklá transportem e- ETC je využita k produkci protonmotivní síly (PMF) a k syntéze ATP; elektron se nakonec vrací zpět do molekuly chlorofylu.
Necyklická fotosyntéza: elektrony poskytnuté excitovaným chlorofylem se použijí pro redukci NADP+ (nevracejí se zpět); k regeneraci chlorofylu se tedy musí použít jiné e- (získají se fotolysou vody); tyto e- opět procházejí elektrontransportním řetězcem a opět se část energie využije pro syntézu ATP
Temnostní fáze
- lokalizace: stroma chloroplastů
- v této části fotosyntézy probíhá fixace CO2 a syntéza sacharidů pomocí ATP a NADPH + H+ získaných ve světelné fázi
- 3 procesy:
1) fixace CO2 pomocí akceptoru
2) syntéza C6 (cukrů) -> Calvinův cyklus
3) regenerace akceptoru
- podle způsobu fixace CO2 dělíme rostliny na:
C3 rostliny: akceptorem CO2 je ribulosa-1,5-bisfosfát a vzniká látka se třemi atomy uhlíku (tato reakce je katalyzovaná enzymem RUBISCO); vzhledem k nízkému parciálnímu tlaku CO2 je tu vysoký podíl fotorespirace (ribulosa-1,5-bisfosfát váže O2 místo CO2) -> tyto rostliny neumí efektivně využívat CO2 => nízká produkce sacharidů
C4 (subtropické a tropické) rostliny: akceptorem CO2 je fosfoenolpyruvát -> 1. meziproduktem je C4 součenina - oxalaacetát -> přemění se na malát a ten transportuje navázaný CO2 do buněk, kde probíhá Calvinův cyklus (zde se CO2 uvolní -> vznikne pyruvát, který slouží k regeneraci fosfoenolpyruvátu); prostorově oddělená fixace a Calvinův cyklus zvyšuje konc. CO2 v buňkách a tím i jeho využití
CAM (sukulentní) rostliny: mají časově oddělenou fixaci a Calvinův cyklus; v noci probíhá fixace a ve dne Calvinův cyklus; tyto rostliny umí využívat CO2 nejefektivněji