Fotosynteesiä

Fotosynteesiä kutsutaan eloperäisen organismin kemialliseksi prosessiksi, jossa valoenergia muutetaan kemialliseksi energiaksi ja samalla muodostetaan orgaanisia yhdisteitä hiilidioksidista ja vedestä. Fotosynteesiä käyttävät kasvit, levät ja monet bakteerit; kasvit ja levät suorittavat sen kloroplasteissa, bakteerit vastaavilla soluelinillä tai solukalvon sisällä. Kasvinsävyiset pigmentit, kuten klorofylli, keräävät valoa.

Valo-reaktiot tapahtuvat kloroplastin tylakoidikalvoilla. Valon energia siirtyy elektroniholkkiin ja lopulta veden fotolyysi tuottaa happea sekä elektroneja, jotka siirtoketjun kautta muodostavat ATP:tä ja NADPH:tä. Näitä energiamolekyylejä käytetään myöhemmin orgaanisten yhdisteiden valmistukseen. Prosessi vaatii pigmenttejä ja muita valonlähteen vastustuskykyisiä yhdisteitä.

Pimeäreaktiot, Calvin-sykli, tapahtuvat kloroplastin stroomassa. Hiilidioksidia sitoutuu ribulose-1,5-bisphosphateen ja muodostuu 3-phosphoglyceratea, jota ATP:n ja NADPH:n avulla muutetaan sokerialkioiksi ja lopulta glukoosiksi tai muiden hiilihydraattien rakennusaineiksi. Prosessi ei vaadi suoraa valoa, mutta käyttää valo-reaktioiden tuottamaa energiaa.

Kasveilla on erilaisia fotosynteesin muotoja: C3-, C4- ja CAM-polut, jotka auttavat sopeutumaan erilaisiin ympäristöihin sekä vähentämään vedenmenetystä ja fotorespiraatiota kuumina tai kuivuudessa. Fotosynteesi on elämän perusta Maapallolla: se tuottaa orgaanisia yhdisteitä, vapauttaa happea ja säätelee hiilen kiertoa.