Fotosinteza

• Biološki proces kojim autotrofni fotosintetski organizmi (biljke, alge, bakterije) pretvaraju svjetlosnu energiju u kemijsku energiju.
• Energija se pohranjuje u kemijske veze sintetiziranih spojeva (ATP i NADPH), koristeći vodu i otpuštajući kisik.
• Proces se odvija u kloroplastima alga i biljaka, na tilakoidnim membranama cijanobakterija.
• Fotosinteza uključuje redoks reakcije gdje se elektroni prenose niz molekularnih reakcija.
• Jednostavna kemijska formula fotosinteze: 6CO2 + 6H2O -> C6H12O6 + 6O2.

Povijest Otkrivanja Fotosinteze

• Aristotel (IV. stoljeće pr. Kr.): Razvio humusnu teoriju - biljke dobivaju hranu iz humusa.
• Jan Baptist van Helmont (1643): Eksperimentirao s masom vrbe i tla kako bi razumio izvor mase biljke.
• Joseph Priestley (1771-80): Dokazao da biljke izložene svjetlosti proizvode plin koji podržava izgaranje (kisik).
• Antoine Lavoisier (oko 1775): Pobio flogistonsku teoriju, imenovao kisik i vodik.
• Jan Ingenhousz (1779): Otkriće da biljke otpuštaju kisik samo pod sunčevom svjetlošću.
• Jean Senebier (1782): Asimilacija ugljika ovisi o CO2.
• Julius Robert von Mayer (1842): Biljke pretvaraju sunčevu energiju u kemijsku.

Proces Fotosinteze

Reakcije Ovisne o Svjetlosti

• Apsorpcija svjetlosne energije u kompleksu antena.
• Sadrži dva fotosustava (I i II), svaki sa specifičnim klorofilom a (P680, P700).
• Elektroni se prenose između fotosustava putem molekula koje djeluju kao nosači elektrona.
• Fotoliza vode: Voda se razlaže na kisik, ione vodika, i elektrone.
• Tijekom svjetlosnih reakcija nastaje ATP i NADPH.

Calvin-Bensonov Ciklus

• Sastoji se od fiksacije CO2, redukcije, i regeneracije ribuloza-1,5-difosfata.
• Enzim Rubisco važan za fiksaciju CO2.
• U uvjetima visoke koncentracije kisika odvija se fotorespiracija.
• Stvaranje ugljikohidrata i skladištenje škroba u biljkama.

Ekološki Utjecaj

• Fotosinteza stvara kisik i hranu za heterotrofne organizme.
• Proces uklanjanja CO2 iz atmosfere, važan za suzbijanje antropogenog CO2.
• Svake godine fotosinteza pretvara više od 200 milijardi tona ugljika u 500 milijardi tona organskih tvari.
• Zagađenje atmosfere, oceana i tla ugrožava fotosintetske organizme.