Stručná animace procesu fotosyntézy
Pearson Education, Inc.
Překlad a české znění Pavel Akrman – 08/2019.
Rostliny nám poskytují suroviny k jídlu a kyslík k dýchání. Tento úžasný výkon zajišťují pomocí procesu fotosyntézy. Podívejme se na to blíže.
Fotosyntéza potřebuje oxid uhličitý, který vchází do listu malými póry a poté proniká do buněk. Uvnitř buňky přijde oxid uhličitý do chloroplastů, kde probíhá fotosyntéza. Chloroplasty využívají energii ze světla k přeměně oxidu uhličitého a vody na cukr a kyslík.
Podíváme-li se na chloroplast, vidíme tyto zploštělé membránové váčky zvané thylakoidy. Zde se v první, tzv. „světelné fázi“ fotosyntézy převádí světelná energie na chemickou energii. Ty dvě zelené složky, které tu vidíte, jsou fotosystémy, což jsou velké komplexy proteinů a chlorofylu, zachycující světelnou energii. Tyto dva fotosystémy propojuje elektronový přepravní řetězec. Všimněte si těch malých pohyblivých nosičů elektronů, které přenášejí elektrony z jednoho velkého komplexu do druhého.
Podívejme se teď blíže na kroky světelných reakcí. Fotosystém na levé straně pohlcuje světelnou energii pulzujících elektronů, které vstupují do elektronového transportního řetězce. Elektrony jsou nahrazeny elektrony zbavenými vody a jako vedlejší produkt se tvoří kyslík. Nabité elektrony klesají dolů z elektronového transportního řetězce a uvolňují energii, která je využita k přitahování iontů do thylakoidu.
Ve fotosystému na pravé straně světelná energie rozkmitá elektrony. A nyní jsou elektrony přichyceny nosičem elektronů k molekule NADPH. Vysoká koncentrace iontů vodíku uvnitř thylakoidů pohání ATP syntázu, produkující ATP. Světelné reakce v thylakoidu vytvářejí dvě výsledné energie – ATP a NADPH – které budou nyní produkovat cukr v Calvinově cyklu.
Calvinův cyklus probíhá mimo thylakoidy, v husté tekutině uvnitř chloroplastu – nazývá se stroma. Na začátku cyklu se molekuly oxidu uhličitého sváží s molekulami zvanými RuBP. Výsledné molekuly procházejí řadou reakcí poháněných ATP a NADPH ze světelné fáze.
Produkují se molekuly cukru známé jako G3P. Velká část G3P je vrácena zpět do RuBP, a tím se znovu spustí Calvinův cyklus. Ale důležitým produktem fotosyntézy je i zbývající cukr G3P. Některé G3P jsou využity k tvorbě glukózy, lze je spojit k vytvoření škrobu nebo celulózy.
Je tu ještě jiná forma G3P – sacharóza. Ve vlastní mitochondrii rostliny se některé cukry rozloží buněčným dýcháním za použití kyslíku. Tím se tvoří ATP, které jsou zdrojem energie pro další funkce rostliny.
Zatímco skrze póry uniká z listu přebytečný kyslík, přichází více oxidu uhličitého. Díky třem jednoduchým složkám, což jsou oxid uhličitý, voda a světlo – vyrábí rostliny fotosyntézou cukr a kyslík, čímž zajišťují energii pro rostlinný metabolizmus, a na konec i nám poskytují potravu.