Otevřít hlavní menu

Změny

Odebráno 7 bajtů, před 3 lety
m
oprava překlepů: absorbcí → absorpcí; kosmetické úpravy
: <math>\mathsf{6\,CO_2 + 12\,H_2O\ \to\ C_6H_{12}O_6 + 6\,O_2 + 6\,H_2O}</math>
 
Tato rovnice se však často zjednodušuje na:
 
: <math>\mathsf{6\,CO_2 + 6\,H_2O\ \to\ C_6H_{12}O_6 + 6\,O_2}</math>
 
Tato rovnice napovídá, že fotosyntéza je dvoustupňový děj:
# Světlo se využívá k oxidaci H<sub>2</sub>A:
 
:: <math>\mathsf{2\,H_2A + \text{světlo}\ \to\ 2\,A + 4\,[H]}</math>
 
# Reduktans [H] pak nezávisle na světle redukuje CO<sub>2</sub>:
 
:: <math>\mathsf{4\,[H] + CO_2\ \to\ (CH_2O) + H_2O}</math>
Správnost této teorie potvrdily dva pokusy:
# Roku [[1937]] [[Robert Hill]] zjistil, že izolované [[chloroplast]]y bez přístupu CO<sub>2</sub>, ale s&nbsp;umělým akceptorem elektronů (ferrikyanid [Fe(CN)<sub>6</sub>]<sup>3−</sup>), mohou tento akceptor redukovat (na ferrokyanid [Fe(CN)<sub>6</sub>]<sup>4−</sup>) a současně uvolňují kyslík. Tato tzv. ''Hillova reakce'' dokazuje, že CO<sub>2</sub> se bezprostředně neúčastní reakce uvolňující O<sub>2</sub>. Později se zjistilo, že přirozeným akceptorem je [[Nikotinamid adenin dinukleotid fosfát|NADP]]<sup>+</sup>, který se redukuje na NADPH.
# V roce [[1941]] [[Sam Ruben]] a [[Martin Kamen]] dokázali [[izotop]]em <sup>18</sup>O, že zdrojem O<sub>2</sub> je voda:
 
:: <math>\mathsf{2\,H_2\,^{18}O + CO_2 + \text{světlo}\ \to\ (CH_2O) + {^{18}O_2} + H_2O}</math>
| počet_stran = 220
| strany = 47
}}</ref> To ovšem neznamená, že zelené světlo je neužitečné<ref>http://www.osel.cz/8891-je-zelene-svetlo-pro-rostliny-neuzitecne.html - Je zelené světlo pro rostliny neužitečné?</ref> nebo že není účinné při fotosyntéze.<ref>http://pcp.oxfordjournals.org/content/50/4/684.full.pdf+html - Green Light Drives Leaf Photosynthesis More Effi ciently than Red Light in Strong White Light: Revisiting the Enigmatic Question of Why Leaves are Green</ref>
 
Pokud molekula pigmentu absorbuje kvantum světelné energie, dostane se do prvního či do druhého [[excitovaný stav|excitovaného stavu]] (přeskok elektronu na vyšší energetickou hladinu). Získané energie se může molekula zbavit více způsoby, v&nbsp;případě fotosyntézy jsou nejdůležitější tyto čtyři:
 
==== Přenos elektronů ====
Reakce probíhají ve třech [[Bílkovina|bílkovinných]] komplexech – fotosystému&nbsp;I, komplexu cytochromů&nbsp;b<sub>6</sub>/f a [[fotosystém II|fotosystému&nbsp;II]], které jsou propojeny pohyblivými elektronovými přenašeči. Tento přenos elektronů dostal název ''schéma&nbsp;Z'', hlavní výchozí látkou je voda.
 
Voda je donorem elektronů a vodíkových kationtů:
: <math>\mathsf{2\,NADP^+ + 2\,H_2O\ \to\ 2\,NADPH + 2\,H^+ + O_2\qquad} E^0=-1{,}135\ \mathrm V</math>
 
[[Soubor:Z-scheme (cs).svg|frame|center|''Z-schéma světelné fáze:'' přenos elektronů získaných fotolýzou vody elektronovými přenašeči za pomoci energie získané fotosystémy I a II absorbcíabsorpcí světla.]]
 
Reakce [[fotosystém II|fotosystému&nbsp;II]] a fotosystému&nbsp;I dohromady umožňují přemístit 1 elektron a spotřebují 2 fotony. Na vznik jedné molekuly [[kyslík]]u je potřeba uvolnit a přemístit 4 elektrony (2 pro každý atom) a je tedy potřeba 8 fotonů (2 na každý elektron). Na syntézu jednoho molu [[glukóza|glukózy]] je potřeba 6 × 8 = 48 molů fotonů, což odpovídá energii 8440,6&nbsp;kJ/mol. Z&nbsp;[[glukóza|glukózy]] se ale uvolní pouze 2884,5&nbsp;kJ/mol, účinnost fotosyntézy je tedy 34,2 % (2884,4 × 100 % : 8440,6).<ref>{{Citace monografie
| místo = Praha
| strany=323
}}</ref>). Bez ní by [[biosféra]] v současné podobě nebyla zásobena organickými látkami nebo jen ve velmi omezené míře (chemoautotrofními bakteriemi). Organické látky vytvářené při fotosyntéze spotřebovávají [[heterotrofie|heterotrofní]] organismy, mezi které patří i [[člověk]], při své výživě.<ref name="Karlson (1965) 303" />
 
Fototrofní organismy zachytávají globálně asi 130 TW energie<ref>{{Citace monografie|příjmení=Whitmarsh|jméno=J.|příjmení2=Govindjee|jméno2=|titul=Concepts in photobiology: photosynthesis and photomorphogenesis|vydání=|vydavatel=Kluwer Academic Publishers|místo=Boston|rok=1999|počet stran=|strany=11-51|isbn=0-7923-5519-9|poznámka=}}</ref>, ročně tedy zhruba 4×10<sup>21</sup> J, což je asi tři čtvrtě promile ze sluneční energie dopadající ze Slunce na Zemi<ref>{{Citace monografie|titul=Solar constant|url=https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Solar_constant&oldid=711347488|poznámka=Page Version ID: 711347488|jazyk=en}}</ref>. Do biomasy se přitom zakomponuje asi 1,00-1,15×10<sup>11</sup> tun uhlíku<ref>{{Citace periodika|příjmení=Field|jméno=CB|příjmení2=Behrenfeld|jméno2=MJ|příjmení3=Randerson|jméno3=JT|spoluautoři=Falkowski P|titul="Primary production of the biosphere: integrating terrestrial and oceanic components"|periodikum=Science|datum=|ročník=1998|číslo=281 (5374)|strany=237-240|pmid=9657713|doi=10.1126/science.281.5374.237|id=Bibcode: 1998Sci...281..237F|url=}}</ref>, což odpovídá 3,7-4,2×10<sup>11</sup> tun fixovaného CO<sub>2</sub>, a uvolní se přitom 2,7-3,1×10<sup>11</sup> tun O<sub>2</sub>. Na produktech fotosyntézy je závislý i dnešní [[průmysl]], neboť [[uhlí]], [[ropa]] a [[zemní plyn]] (tzv. [[Fosilní palivo|fosilní paliva]]) jsou zbytky [[organismus|organismů]], které žily v dávné minulosti a bez fotosyntézy by nevznikly.<ref name="Karlson (1965) 303">{{Citace monografie
117 380

editací