Fotosinteza

Reakcije fotosinteze

Listovi → najvažniji organi za fotosintezu
Reakcije fotosinteze dijele se na primarne i sekundarne reakcije.

Primarne reakcije

• Reakcije ovisne o svjetlosti

• Fotofosforilacija i fotoliza voda

• Odvijaju se na tilakoidnim membranama kloroplasta
• Stvaranje molekula NADPH i ATP-a pomoću Sunčeve energije

Sekundarne reakcije

• Reakcije u tami

• Neovisne o svjetlosti

• Calvinov ciklus

• Stroma kloroplasta
• Sinteza organskih molekula pomoću kemijske energije sadržane u molekulama ATP-a i NADPH

Primarne reakcije

Fotosustavi I i II → udružene molekule biljnih pigmenata u sastavu tilakoidnih membrana. Fotosustav se sastoji od antenskih molekula i reakcijskog središta.

Antenske molekule 

• Molekule pigmenta
• “Hvataju” fotone svjetlosti i usmjeravaju u reakcijsko središte

Reakcijsko središte
• Klorofil a
• Izbacivanje dva elektrona iz atoma magnezija pomoću energije fotona

• Izbacivanje elektrona iz fotosustava I i II → transportni lanac elektrona
• Prelazak elektrona na oksidirani koenzim NADP⁺
• Oksidirani fotosustav II  oduzima elektrone iz atoma kisika u molekulama vode

Fotoliza vode → razgradnja vode pomoću svjetlosti na elementarni kisik i vodikove ione.

• Nakupljanje vodikovih iona u unutrašnjosti tilakoida; dolazi do stvaranja njegovog gradijenta u odnosu na stromu kloroplasta

• Difuzija H⁺ iona u stromu preko enzima ATP- sintetaze → oslobađanje kemijske energije i pohranjivanje u molekulama ATP-a

• Nakupljanje ATP i NADPH u stromi → Calvinov ciklus 

Sekundarne reakcije (Calvinov ciklus)

• Sekundarne reakcije počinju vezanjem ugljikova (IV) oksida na ribuloza-1,5-difosfat  

• Karboksilacija → vezanje CO₂ 

• Prvi korak Calvinovog ciklusa katalizira enzim ribuloza-1,5-difosfat karboksilaza oksigenaza (rubisko) 

• Sinteza glukoze iz šećera s tri ugljikova atoma koji nastaje u Calvinovom ciklusu
• Glukoza je primarni produkt fotosinteze
• Polimerizacija glukoze u škrob

Usporedba fotosinteze i staničnog disanja: