Fotosinteza je postopek, ki ga lahko izvajajo samo rastlinska bitja in od katerega so vse živali odvisne od dihanja in zato obstajajo. Čeprav ljudje ponavadi mislijo, da so kopenske rastline glavna odgovorna za življenje, kar pa ni povsem nenavadno, saj smo sami kopenska in nevodna bitja, v resnici pa tisti, ki naseljujejo morja, reke in močvirja, ustvarijo večji odstotek tega vitalnega plina.
Toda pozor, to še zdaleč ne pomeni, da drevesa, palme in drugi niso pomembni ... ker so. Vse šteje. In več rastlin je na planetu, tako v njegovih vodah kot v zemeljski skorji, večja je raznolikost življenja. Kako pa preživijo? No, preoblikovanje ogljikovega dioksida, pridobljenega iz zraka, v hrano, med tem, kar je znano kot temna faza fotosinteze.
Kako poteka temna faza fotosinteze?
Slika - Wikimedia / Cheveri
Čeprav je njegovo ime lahko zavajajoče, gre za reakcijo, ki poteka tako podnevi kot ponoči v strukturah, imenovanih kloroplasti. V tej fazi jemlje se predvsem ATP (adenozin trifosfat), ki je bistvenega pomena za energijo in NADPH (nikotinamid adenin dinukleotid fosfat), ki je koencim, zaradi katerega se veže ogljikov dioksid. Z njimi se na njih izvaja več kemičnih procesov, ki so razdeljeni na dva dela:
Fiksiranje ogljika
Čeprav to ni odvisno od dejstva, da je takrat sončna svetloba, je pomembno omeniti, da je brez nje ne bi bilo mogoče dati, saj so nekateri vključeni encimi odvisni od svetlobe. Ko gre za pritrjevanje ogljika, lahko rastline to storijo na različne načine. Pravzaprav, Botaniki so ugotovili tri fiksacije CO2:
- Rastline C3: so najpogostejši. Popravijo ga med Calvinovim ciklom (kar bomo zdaj videli), brez predhodne fiksacije.
- Rastline C4: to so tisti, pri katerih ogljikov dioksid po reakciji s fosoenolpiruvatom povzroči oksaloacetat, ki kasneje postane malat (molekule 4-ogljika). Ta malat je tisto, kar se bo preneslo v celice in tam bo nastajal ogljikov dioksid, potreben za Calvinov cikel in piruvat.
- Rastline CAM: se pojavlja v sočnih rastlinah. Živeti v regijah, kjer so najvišje temperature res visoke in kjer je tudi malo dežja, ostanejo stomate čez dan zaprte, da zmanjšajo izgubo vode. Ponoči se odprejo in takrat absorbirajo CO2. Toda tako kot v rastlinah C4 tudi tu najprej nastane malat po vrsti kemičnih reakcij, ki čez dan oskrbujejo s CO2. Več informacij tukaj.
Calvinov cikel
Calvinov cikel je proces, med katerim ogljikov dioksid se pretvori v glukozo, ki ga bo rastlina uporabljala za dihanje in tudi kot vir ogljika. To je druga faza fotosinteze in za večino živali najpomembnejša, saj lahko rastlinska bitja zahvaljujoč njej obstajajo in tako izločajo kisik čez dan in vso noč.
Kje poteka temna faza fotosinteze?
Temna faza poteka v kloroplastih. To so celične strukture, ki jih najdemo v evkariontskih organizmih in so ovalne ali sferične oblike. Njegova glavna naloga je pretvorba energije sonca v kemično energijo, kar se zgodi med fotosinteza in, natančneje, v njegovi temni fazi.
Sestavljen je iz ovojnice, sestavljene iz dveh membran, ki vsebujejo pigmente, kot je klorofil, in druge bistvene snovi, da lahko izpolni svojo funkcijo.
Kakšna je struktura kloroplasta?
- Zunanja membrana: je prepustna in vsebuje beljakovine. Ločuje ga od citoplazme.
- Notranja membrana: vsebuje stromo, ki je njeno vodno območje.
- Tilakoidna membrana: v njem se nahajajo tilakoidi, ki so kot sploščene vreče. Ko so ti zloženi, tvorijo potrese.
Kakšna je njegova funkcija?
Fotosinteza poteka znotraj kloroplastov, tako njegova lahka faza (v tilokoidni membrani proizvaja ATP in NADPH) kot temna faza (fiksacija ogljikovega dioksida v stromi). Pa ne samo to, ampak sintetizirajo tudi aminokisline in tvorijo maščobne kisline, bistvenega pomena za pridobivanje hrane rastlin. S to hrano, torej s temi ogljikovimi hidrati, sladkorji in škrobom, imajo možnost, da rastejo, cvetijo in proizvajajo svoja semena.
Brez fotosinteze bi bil torej naš svet zelo drugačen. Zato je priročno, pa tudi zanimivo, izvedeti več o flori, ki nas obkroža, saj brez njih danes zagotovo ne bi bil nihče od nas.
Upamo, da vam je bilo tisto, kar ste se naučili o temni fazi fotosinteze, v pomoč.