Štrukturálny základ fotosyntézy

Štrukturálnou jednotkou fotosyntézy sú pri vyšších rastlinách chloroplasty a v prípade prokaryotických siníc ich membránové štruktúry tylakoidy.Chloroplasy obsahujú zelené farbivo chlorofyl,naviazaný na bielkovinový nosič. Na vnútorných membránach chloroplastov sú zrnité štruktúry(gulôčky),ktoré tvoria fotosystém 1 a fotosystém 2.Sú to najmenšie elementárne častice schopné uskutočniť fotosyntetické reakcie,preto sa považujú za vlastné výrobné jednotky fotosyntézy.Fotosystém 1(Fl) a fotosystém 2(Fll) obsahuje:                                 Fotochemické pigmenty,ktoré v prípade vyšších rastlín tvorí sedem typov rôznych typov chlorofylov.                                                                                   

Najvýznamnejší z nich je chlorofyl a (chl a)tzv.aktívny profil,ktorý absorbuje energiu svetla a dokáže využiť i energiu prenášačov.Asimilačné pigmenty sú bakteriochlorofyl, aktívny chlorofyl prokaryotov(červené baktérie),bakteriovirín(zelené sírne baktérie),fykobilíny-fykocyanín(sinice),fykoeritrín(riasy) a napokon chlorofyl b,c,d,e,karotény a xantofyly.

Nefotochemické látky(organické),najmä cytochrómy,feredoxín a fytochinón,prenášajú na energiu bohaté elektróny späť k chlorofylu,pričom sa odovzdáva energia žiarenia.

Koenzýmy(bielkoviny)-NADP(niktínamid- dinukledotid- fosfát) a NAD,prenášajú vodík,a tak vzniká redukovaná forma NADPH, ktorá sa uplatňuje pri redukcii oxidu uhličitého na cukor.

Priebeh fotosyntézy: 12H2O + 6CO2 → C6H12O6 + 6O2 + 6H2O

Uvedená schéma neposkytuje prehľad o mechanizme viazania energie v chemických väzbách vznikajúcich organických látok.Je to iba zjednodušená sumárna rovnica fotosyntézy,ktorá uvádza vstupné látky a výstupné produkty.

Chemické aspekty fotosyntézy

Podstatou fotosyntézy je premena anorganických látok na organické sprevádzaná uvoľňovaním kyslíka za prítomnosti svetelnej energie a asmilačného farbiva.Z hľadiska chemizmu možno proces fotosyntézy rozdeliť na dve etapy:

Svetelná fáza sa uskutočňuje len za prítomnosti svetla.Premena slnečnej energie na chemickú je spojená s metabolizmom fosforečných zlúčenín prenosom elektrónov v oxidačno-redukčných reakciách.Prebieha v dvoch etapách:

1.fyzikálna,v ktorej nastáva absorpcia svetla fotosyntetickými farbivami a emitovanie energeticky bohatých elektrónov,

2.fotochemická(oxidačno redukčná),v ktorej prebieha transport elektrónov spojený s fotofosforyláciou za vzniku fosforečných zlúčenín ATP bohatých na energiu a redukčného reagentu NADPH, potrebného na redukciu fixovaného CO2 na RUPB.