Fotosyntéza

, fyziologie asimilace oxidu uhličitého v zelených rostlinách. Nejdůležitější biochemický proces na Zemi probíhající v rostlinách, kdy působením světla vznikají sacharidy. Fotosyntéza probíhá v chloroplastech, tj. organelách obsahujících chlorofyl. Ve vnitřních membránách chloroplastů (viz též thylakoidy) jsou zakotveny dva typy fotosystémů. Ve světelné fázi fotosyntézy je světelná energie zachycována (absorbována) fotosyntetickými pigmenty a mění se v chemickou energii. Vytvářejí se asimilační faktory adenosintrifosfát (ATP) a redukovaný nikotinamidadenindinukleotid (NADPH), které jsou nezbytné k zabudování oxidu uhličitého (CO2) do organických sloučenin v dalších fázích fotosyntézy. U všech rostlin probíhá asimilace v Calvinově cyklu (C3). Enzym ribulosa-1,5-bisfosfátkarboxylasa-oxidasa (synonymum karboxydismutasa, Rubisco, RuBPc), nejfrekventovanější enzym naší planety, váže CO2 na fosforylovaný sacharid s pěti atomy uhlíku (ribulosa-1,5-bisfosfát). Vzniká nestálý šestiuhlíkatý meziprodukt, který se rozpadá na 3-fosfoglycerát, produkt se třemi atomy uhlíku. Ten slouží k syntéze dalších sacharidů včetně opětovné tvorby ribulosa-1,5-bisfosfátu. C3 rostliny (např. pšenice, ječmen, oves, hrách) vážou CO2 jen touto cestou. C4 rostliny (např. kukuřice, proso, cukrová třtina) vážou CO2 v mezofylu listů na fosfoenolpyruvát za vzniku oxalacetátu, produktu se čtyřmi atomy uhlíku. Ten je transportován do pochev cévních svazků C4 rostlin a tam dekarboxylován (Hatchův-Slackův-Kortschakův cyklus). Uvolněný CO2 je asimilován C3 cestou. Tzv. CAM (Crassulacean Acid Metabolism) rostliny (např. agáve, ananas) jsou specificky adaptovány na suché klima. V noci s otevřenými průduchy, a tedy s dostatkem CO2, asimilují CO2 cestou C4 a vzniklý produkt hromadí ve vakuole. Ve dne, kdy jsou průduchy zavřeny pro nedostatek vody, je produkt dekarboxylován a uvolněný CO2 asimilován C3 cestou.

Související hesla