Fotosyntéza

Chlorofyl sa nachádza v membráne chloroplastov uložený vo forme veľkých bielkovinových komplexov – fotosystémoch: 

• fotosystém I – dôležitý na zachytávanie svetla s vlnovou dĺžkou 700 nm a viac,
• fotosystém II– dôležitý na zachytávanie svetla s vlnovou dĺžkou 680 nm a menej.

V oboch fotosystémoch sa uvoľňujú z molekúl fotopigmentov elektróny.

Okrem toho pri fotosyntéze rozlišujeme ďalšie procesy, a to:

A. Primárne procesy fotosyntézy: 

1. fotosystém I
2. fotosystém II
3. fotolýza vody (molekuly vody vplyvom svetelnej energie štiepené na elektrón, protón (katión H⁺) a kyslík: rozklad vody H₂O → 1/2 O₂ + 2H⁺ + 2e^-)

B. Sekundárne procesy fotosyntézy

Primárne procesy fotosyntézy

Primárne procesy sa označujú tiež ako svetlená fáza (fotochemická fáza). Chlorofyl A umožňuje premenu energie pohlteného fotónu na energiu chemickú. V tejto fáze vzniká ATP (zdroj energie pre vznik glukózy) a koenzým NADPH (zdroj vodíka) z pohltených 2 fotónov. ATP vzniká po absorpcii prvého fotónu, NADPH druhého. Najskôr sa aktivuje fotosystém II, kde sa pomocou svetelnej energie vytvorí elektrón s  vysokým podielom energie. Ten sa následne prenesie do fotosystému I. Uvoľnený elektrón z fotosysému II sa odovzdá NADPH a je nahradený elektrónom z vody.

Sekundárne procesy fotosyntézy

Sekundárne procesy sa označujú aj ako syntetická fáza (fáza fixácie CO₂). Tieto procesy, na rozdiel od primárnych, už nevyžadujú prítomnosť svetla. Preto ich môžeme označovať aj ako tmavú fázu. Pre jej priebeh je potrebná prítomnosť oxidu uhličitého, ATP, NADPH, látky, na ktoré sa naviaže oxid uhličitý, špecifické enzýmy a koenzýmy. Táto fáza však neprebieha pri všetkých rastlinách rovnako. Podľa toho ich delíme na rastliny C₃ a rastliny C₄.

Rastliny C₃ – oxid uhličitý sa napojí na organickú zlúčeninu (ribóza 1,5 bifosfát). Z nich vznikne medziprodukt, ktorý sa rozpadne na 2 molekuly kyseliny (kyselina 3-fosfolycerová), ktorá má 3 atómy uhlíka. Z kyseliny vzniká za pomoci NADPH a spotreby ATP glukóza. Tieto rastliny nie sú výhodné pre človeka, pretože 50 % sacharidov spotrebujú samé.

Rastliny C₄ – oxid uhličitý sa napája na fosfoenolpyruvát, ktorý sa následne mení na oxalacetát. V porovnaní s rastlinami C₃ sú vhodnejšie pre výživu človeka, pretože tvoria veľa sacharidov (napr. kukurica) (Križan, 2004).

Faktory ovplyvňujúce fotosyntézu

Priebeh fotosyntézy ovplyvňujú rôzne faktory, medzi ktoré zaraďujeme: 

• Vlnovú dĺžku svetla: za najvhodnejšiu zložku svetla považujeme červené (630 – 750 nm) a  modrofialové svetlo (420 – 450 nm). Zo všetkého svetla, ktoré dopadá na rastlinu, dokáže využiť len 2 %, zvyšok sa odráža.
• Oxid uhličitý: veľké zvýšenie alebo zníženie jeho koncentrácie v atmosfére spomalí/ zastaví fotosyntézu.
• Teplotu: optimálna teplota pre priebeh fotosyntézy závisí od druhu rastliny. Za optimum pre rastliny môžeme považovať teplotu od 0 – 40 ˚C.
• Vodu: pri jej nedostatku rastlina uzavrie svoje prieduchy, čím zabráni prijímaniu oxidu uhličitého a fotosyntéza sa spomalí.

Heterotrofné organizmy

Heterotrofné organizmy prijímajú pre zdroj uhlíka a energie cudzie hotové organické látky. Na rozdiel od autotrofných organizmov, nedokážu využívať energiu zo Slnka ani oxid uhličitý zo vzduchu. Heterotrofné organizmy spravidla prijímajú z prostredia komplexné organické látky. V ich tráviacej sústave potom dochádza najskôr k mechanickému(pomocou hryzacieho ústneho ústroja – hmyz; zubami a  jazykom – človek, ale i svalovinou žalúdka atď.) a následne k chemickému štiepeniu látok (vnútrobunkové – najmä pri  prvokoch; mimobunkové – prebieha v  dutinách a  častiach tráviacej sústavy, napr. v žalúdku, za prítomnosti enzýmov; mimotelové – uvoľnenie enzýmov do potravy či koristi, napr. pavúk) až do takej podoby, aby mohli byť vstrebané do telesných tekutín, a tak dopravené k miestam ich spotreby, pričom nestrávené zvyšky potravy sú z tela vylučované. Heterotrofné organizmy musia tiež prijímať aj anorganické látky, a to najmä vodu a biogénne prvky (kyslík, uhlík, vodík, dusík).