Fotosüntees ja fotosünteesi staadiumid (0)

FOTOSÜNTEES
Fotosüntees koosneb paljudest reaktsioonidest. Osa jaoks neist on vajalik valgus, teiste jaoks mitte. Valgustnõudvaid reaktsioone nimetatakse valgusstaadiumiks, teisi pimedusstaadiumiks. Valgusstaadiumi reaktsioonid toimuvad kloroplastide sisemembraanides, pimedusstaadiumi reaktsioonid aga stroomas .
Fotosünteesi koguvõrrandi võib kirjutada järgmiselt:
6CO2 + 12H2O = C6H12O6 + 6O2 + 6H2O
Valgusstaadium.
Et rakus üldse fotosüntees hakkaks toimuma on vaja energiat nende protsesside käivitamiseks. Taimed saavad selle energia päikesevalgusest. Valgus neeldub lehes ja ergastab pigmendi molekulid. Ergastatud klorofülli molekul kaotab ühe elektroni. See elektron liigub ühelt molekulilt teisele ja seda nimetatakse elektronitranspordiahelaks. Igal astmel vabaneb veidi energiat. Seda energiat kasutatakse ATP sünteesiks. Nüüd aga on klorofülli molekulis üks vaba koht uuele elektronile. See elektron saadakse vee molekuli lõhustumisel. Vesi siseneb taime juurte kaudu mullast ja on fotosünteesi toimumiseks üks olulisi komponente. Vee lõhustumiseks on samuti vaja päikeseenergiat. Vee molekul lõhustub hapnikuks ja vesinikioonideks. Moodustunud hapnik väljub lehest läbi õhulõhede ja seda kasutavad hingamiseks teised taimed ja loomad ning ka seesama taim ise.
2H20 = 4H+ + O2
Valgusstaadiumis moodustub reduktiivjõud NADPH +H+, mis on vajalik pimedusstaadiumi reaktsioonideks. Valgusstaadiumis sünteesitakse ka ATP kui rakus on olemas fosfaatioonid, ADP ja vastav ensüüm (ATP-süntetaas).
Pimedusstaadium ehk Calvini tsükkel
Järgnevateks reaktsioonideks pole enam valgust vaja. Siin kasutatakse salvestatud ATP-d ja vesinikioone CO2 sidumiseks ja biokeemiliseks muundamiseks. CO2 tuleb õhulõhede kaudu õhust ja see seotakse 5 süsinikuga ühenditele. Selle tulemusena moodustub 6 süsinikuga ühend, mis on aga ebapüsiv ja laguneb 2-ka 3 süsinikuga ühendiks. Neid ühendeid kasutataksegi glükoosimolekulide sünteesiks. Et aga glükoos rakku ei kuhjuks, on vaja see kiiresti sealt ära transportida. Transportimiseks moodustub kloroplastides glükoosimolekulidest sahharoos, mis on stabiilne transportsuhkur. Sellisena viiakse suhkur taime erinevatesse osadesse, kus see glükoosina ära kasutatakse või tärkliseks muudetakse. Tärklis on taimedel suhkrute säilitusvorm. Kui taim vajab palju säilitussuhkrut, siis on tal tavaliselt kujunenud spetsiaalne säilitusorgan. Näiteks kartuli maa-alused võsud (kartulimugulad) on taimel tärklise säilitamise kohtadeks .