Fotosyntéza

Chlorofyl se nachází v membráně chloroplastů uložený ve formě velkých bílkovinných komplexů – fotosystémech:

• fotosystém I – důležitý na zachytávání světla s vlnovou délkou 700 nm a víc,
• fotosystém II – důležitý na zachytávání světla s vlnovou délkou 680 nm a méně.

V obou fotosystémech se uvolňují z molekul fotopigmentů elektrony.

Kromě toho u fotosyntézy rozlišujeme další procesy, a to:

A. Primární procesy fotosyntézy:

1. fotosystém I
2. fotosystém II
3. fotolýza vody (molekuly vody vlivem světelné energie štěpené na elektron, proton (kationt H⁺) a kyslík: rozklad vody H₂O → 1/2 O₂ + 2H⁺ + 2e^-)

B. Sekundární procesy fotosyntézy

Primární procesy fotosyntézy

Primární procesy se označují též jako světelná fáze (fotochemická fáze). Chlorofyl A umožňuje přeměnu energie pohlceného fotonu na energii chemickou. V této fázi vzniká ATP (zdroj energie pro vznik glukózy) a koenzym NADPH (zdroj vodíku) z pohlcených 2 fotonů. ATP vzniká po absorpci prvního fotonu, NADPH druhého. Nejdříve se aktivuje fotosystém II, kde se pomocí světelné energie vytvoří elektron s vysokým podílem energie. Ten se následně přenese do fotosystému I. Uvolněný elektron z fotosystému II se odevzdá NADPH a je nahrazen elektronem z vody.

Sekundární procesy fotosyntézy

Sekundární procesy se označují také jako syntetická fáze (fáze fixace CO₂). Tyto procesy, na rozdíl od primárních, už nevyžadují přítomnost světla. Proto je můžeme označovat také jako tmavou fázi. Pro její průběh je potřebná přítomnost oxidu uhličitého, ATP, NADPH, látky, na které se naváže oxid uhličitý, specifické enzymy a koenzymy. Tato fáze však neprobíhá u všech rostlin stejně. Podle toho je dělíme na rostliny C₃ a rostliny C₄ .

Rostliny C₃ – oxid uhličitý se napojí na organickou sloučeninu (ribóza 1,5 bifosfát). Z nich vznikne meziprodukt, který se rozpadne na 2 molekuly kyseliny (kyselina 3-fosfolycerová), která má 3 atomy uhlíku. Z kyseliny vzniká za pomoci NADPH a spotřeby ATP glukóza. Tyto rostliny nejsou výhodné pro člověka, protože 50 % sacharidů spotřebují samy.

Rostliny C₄ – oxid uhličitý se napojuje na fosfoenolpyruvát, který se následně mění na oxalacetát. V porovnání s rostlinami C₃ jsou vhodnější pro výživu člověka, protože tvoří mnoho sacharidů (např. kukuřice) (Križan, 2004).

Faktory ovlivňující fotosyntézu

Průběh fotosyntézy ovlivňují různé faktory, mezi které zařazujeme:

• Vlnovou délku světla: za nejvhodnější složku světla považujeme červené (630 – 750 nm) a modrofialové světlo (420 – 450 nm). Ze veškerého světla, které dopadá na rostlinu, dokáže využít jen 2 %, zbytek se odráží.
• Oxid uhličitý: velké zvýšení nebo snížení jeho koncentrace v atmosféře zpomalí/zastaví fotosyntézu.
• Teplotu: optimální teplota pro průběh fotosyntézy závisí od druhu rostliny. Za optimum pro rostliny můžeme považovat teplotu od 0 – 40 °C.
• Vodu: při jejím nedostatku rostlina uzavře své průduchy, čímž zabrání přijímání oxidu uhličitého a fotosyntéza se zpomalí.

Heterotrofní organizmy

Heterotrofní organizmy přijímají pro zdroj uhlíku a energie cizí hotové organické látky. Na rozdíl od autotrofních organizmů, nedokážou využívat energii ze Slunce ani oxid uhličitý ze vzduchu. Heterotrofní organizmy zpravidla přijímají z prostředí komplexní organické látky. V jejich trávící soustavě pak dochází nejdříve k mechanickému (pomocí žvýkacího ústního ústrojí – hmyz; zuby a jazykem – člověk, ale i svalovinou žaludku atd.) a následně k chemickému štěpení látek (nitrobuněčné – hlavně u prvoků; mimobuněčné – probíhá v dutinách a částech trávící soustavy, např. v žaludku, za přítomnosti enzymů; mimotělní – uvolnění enzymů do potravy či kořisti, např. pavouk) až do takové podoby, aby mohly být vstřebány do tělesných tekutin, a tak dopraveny k místům jejich spotřeby, přičemž nestrávené zbytky potravy jsou z těla vylučovány. Heterotrofní organizmy musí také přijímat i anorganické látky, a to hlavně vodu a biogenní prvky (kyslík, uhlík, vodík, dusík).