Fotosynteza — co to jest i jak przebiega

Co to jest fotosynteza?

Fotosynteza to proces, w którym organizmy samożywne — przede wszystkim rośliny, a także glony i niektóre bakterie — przekształcają energię światła w energię chemiczną zmagazynowaną w glukozie. Z prostych, nieorganicznych substancji (woda i dwutlenek węgla) powstaje cukier, który jest „pożywieniem” rośliny, a przy okazji uwalniany jest tlen.

Równanie fotosyntezy

Cały proces można zapisać jednym, uproszczonym równaniem:

6 CO₂ + 6 H₂O + energia świetlna → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂

Czyli: sześć cząsteczek dwutlenku węgla i sześć cząsteczek wody, pod wpływem światła, dają jedną cząsteczkę glukozy i sześć cząsteczek tlenu.

Substraty — co jest potrzebne

• Dwutlenek węgla (CO₂) — roślina pobiera go z powietrza przez aparaty szparkowe w liściach.
• Woda (H₂O) — pobierana z gleby przez korzenie.
• Energia świetlna — pochłaniana przez zielony barwnik, czyli chlorofil.

Produkty — co powstaje

• Glukoza (C₆H₁₂O₆) — cukier prosty, „pożywienie” i materiał budulcowy rośliny.
• Tlen (O₂) — uwalniany do atmosfery. Ciekawostka: tlen pochodzi z rozkładu wody, a nie z dwutlenku węgla.

Gdzie zachodzi fotosynteza?

Fotosynteza odbywa się w chloroplastach — niewielkich strukturach (organellach) wewnątrz komórek roślinnych. To w nich znajduje się chlorofil nadający roślinom zielony kolor. Najwięcej chloroplastów jest w komórkach liści, bo to one są głównym miejscem pochłaniania światła.

Dwa etapy procesu

Fotosynteza składa się z dwóch faz. W fazie jasnej (zależnej od światła) energia światła jest pochłaniana i zamieniana na energię chemiczną; powstaje wtedy także tlen. W fazie ciemnej (niezależnej od światła, zwanej cyklem Calvina) z dwutlenku węgla budowana jest glukoza. Na poziomie szkolnym najważniejszy jest jednak ogólny sens: ze światła, wody i CO₂ powstaje cukier i tlen.

Fotosynteza a oddychanie — czym się różnią?

Łatwo pomylić te procesy, bo są swoimi przeciwieństwami. W fotosyntezie roślina pobiera dwutlenek węgla i wydziela tlen, tworząc glukozę i magazynując energię. W oddychaniu jest odwrotnie: organizm pobiera tlen i wydziela dwutlenek węgla, aby z glukozy uwolnić energię. Co ważne, rośliny też oddychają — przez całą dobę — a fotosyntezę prowadzą tylko wtedy, gdy mają światło.

Co wpływa na tempo fotosyntezy?

Na intensywność fotosyntezy wpływa kilka czynników: ilość światła, stężenie dwutlenku węgla, temperatura oraz dostęp do wody. Gdy światła jest więcej (do pewnej granicy), fotosynteza zachodzi szybciej. Dlatego rośliny lepiej rosną w jasnych, ciepłych i wilgotnych warunkach.

Dlaczego fotosynteza jest tak ważna?

To jeden z najważniejszych procesów na Ziemi. Jest głównym źródłem tlenu w atmosferze, którym oddychają ludzie i zwierzęta. Stanowi też podstawę łańcucha pokarmowego — rośliny wytwarzają pokarm, którym żywią się inne organizmy. Dodatkowo pochłanianie dwutlenku węgla przez rośliny pomaga regulować skład powietrza i klimat. Bez fotosyntezy nie byłoby na Ziemi ani tlenu w obecnej ilości, ani roślinnego pokarmu — dlatego nazywa się ją czasem najważniejszym procesem biochemicznym na naszej planecie. To dzięki niej energia Słońca trafia do całego świata żywego.

Chlorofil i barwa liści

Za przeprowadzanie fotosyntezy odpowiada zielony barwnik zwany chlorofilem. To właśnie on nadaje liściom zieloną barwę i pochłania energię światła słonecznego. Jesienią, gdy chlorofil zanika, liście zmieniają kolor na żółty, pomarańczowy i czerwony — dlatego drzewa tak pięknie się wtedy przebarwiają. Bez chlorofilu roślina nie mogłaby wykorzystać energii Słońca do wytwarzania pokarmu.

Fotosynteza a łańcuch pokarmowy

Fotosynteza jest podstawą niemal całego łańcucha pokarmowego. Rośliny, wytwarzając pokarm, stają się źródłem energii dla roślinożerców, a te z kolei dla drapieżników. W ten sposób energia Słońca, uwięziona podczas fotosyntezy, przepływa przez cały świat żywy. Dlatego mówi się, że rośliny są producentami, od których zależą wszystkie inne organizmy.