Fotosünteesiga

Fotosüntees on bioloogiline protsess, mille käigus taimed, vetikad ja paljud bakterid kasutavad valgusenergia keemiliseks energiaks ning sünteesivad orgaanilisi ühendeid, peamiselt glükoosi, samal ajal vabastades hapnikku. See protsess on Maa elule keskne: see annab toitaineid ja moodustab peamise hapniku allika atmosfääris, võimaldades enamikul eluvormidel hingamist ja toiduahela toimimist.

Fotosüntees jaguneb kaheks peamiseks faasiks: valgusreaktsioonid ja Calvin tsükkel. Valgusreaktsioonid toimuvad kloroplastide tilakoidmembranel ning neid juhtivad fotosüsteemid I ja II. Valgusenergia kasutamisel toimuvad vee oksüdatsioon ja elektronide transport läbi elektrontransportahela, mille tulemusena sünteesitakse ATP ja NADPH. Vee oksüdatsioon vabastab hapnikku atmosfääri.

Calvin tsükkel fikseerib CO2 ning muundab selle orgaanilisteks ühenditeks, kasutades ATP ja NADPH, mis toodeti valgusreaktsioonides. CO2 reageerib ribuloosi-1,5-bisfosfaadiga (RuBP), mille tulemusel sünteesitakse kolmekordseid süsivesikuid ja lõpuks glükoosi ning teiste süsivesikute varusid.

Organismide seas on peamised fotosünteesijad taimed, vetikad ja tsüanobakterid. Mõnel bakterite rühmal on anooksügeniline fotosüntees, mis ei vabasta hapnikku ja kasutab erinevaid elektrontaastuainetena näiteks H2S. Fotosüntees on oluline osa globaalsetest süsiniku- ja hapnikuringetest ning aluseks inimtegevuste ning ökosüsteemide toimimise mõistmiseks.

Tehisfotosüntees ja päikesepõhised materjalid on aktiivsed uurimisvaldkonnad, püüdes jäljendada looduse efektiivsust ja arendada uusi energiatalitluse tehnoloogiaid.

---