fotosynteesi

Fotosynteesi on kasvien, levien ja joidenkin bakteerien käyttämä prosessi, jossa valoenergia muutetaan kemialliseksi energiaksi ja orgaanisiksi yhdisteiksi. Yleinen kuva reaktiosta on: 6 CO2 + 6 H2O + valoenergia → C6H12O6 + 6 O2. Prosessi tapahtuu pääasiassa kloroplasteissa ja mahdollistaa sekä kasvien oman energiatuotannon että hapen vapautumisen ilmakehään. Se on myös keskeinen osa elämän energiavirrasta maapallolla.

Fotosynteesi koostuu kahdesta päävaiheesta: valo-riippuvaiset reaktiot ja Calvin-syklin eli hiilen sidonnan vaihe. Valo-riippuvaiset reaktiot tapahtuvat kloroplastin thylakoideissa, joissa pigmentit kuten klorofylli a, klorofylli b ja karotenoidit ottavat vastaan valon. Veden fotolyysi hajottaa vettä vapauttaen happea, ja elektronit sekä protonit siirtyvät elektroninsiirtoketjussa. Tämä tuottaa ATP:tä ja NADPH:tä, joita käytetään seuraavassa vaiheessa.

Calvin-syklissä hiilidioksidi sitoutuu RuBP-molekyyliin ja jalostuu 3-fosfoglyseraatiksi (3-PGA) useiden välivaiheiden kautta. Tämä prosessi vaatii ATP:tä ja NADPH:tä ja lopulta tuottaa glyceraldehyde-3-fosfaattia (G3P), josta syntyy sokeri- ja glukoosiyhdisteita. Suurin osa G3P:stä palautuu RuBP:n regeneraatioksi, jotta sykli voi jatkua.

Fotosynteesin merkitys on kaksinkertainen: se vapauttaa ilmakehään happea ja toimii elämän perustana maapallon hiilen kiertokulussa sekä energiavarastona monille organismille.