Φωτοσύνθεση - Fotosinthesi

Η διαδικασία κατά την οποία οι φυτικοί οργανισμοί δεσμεύουν την ηλιακή ενέργεια και με τη βοήθειά της συνθέτουν οργανικές ουσίες,  .   .  .

 

χρησιμοποιώντας ως πρώτες ύλες νερό και διοξείδιο του άνθρακα. 

Η δέσμευση της φωτεινής ενέργειας είναι ίσως η μόνη αντίδραση που διακρίνει τα φυτά από τα ζώα. 

Η πραγματικά εκπληκτική φωτοσυνθετική διαδικασία πραγματοποιείται με τη βοήθεια του μορίου της χλωροφύλλης. Το σύνολο των δραστηριοτήτων του οργανισμού στηρίζεται πάνω στην ενέργεια που τα φυτά αποταμιεύουν μέσα σε πολύπλοκες οργανικές ενώσεις με τη βοήθεια της χλωροφύλλης. 

Η ενέργεια που δεσμεύεται από τη χλωροφύλλη θα ήταν άχρηστη, αν δεν μπορούσε να μεταβιβαστεί στη συνέχεια σε άλλα μόρια, ώστε να καταλήξει τελικά στη σύνθεση πολύπλοκων ενώσεων.

Τη μεταβίβαση αυτή αναλαμβάνουν ορισμένες ουσίες που λέγονται κυτοχρώματα.

Στην όλη διαδικασία συμμετέχουν, επίσης, συνένζυμα.

Όμως, όλες αυτές οι ουσίες δε συμμετέχουν ποσοτικά στις αντιδράσεις, αλλά μόνο τις καταλύουν. 

Έτσι μπορούμε να δώσουμε περιληπτικά τη βασική αντίδραση της φωτοσύνθεσης ως εξής:

6Η₂Ο + 6CΟ₂  C₆Η₁₂O₆ + 6O₂ (δηλαδή νερό + διοξείδιο του άνθρακα = γλυκόζη + οξυγόνο). 

Οι λεπτομέρειες των πολύπλοκων αντιδράσεων της φωτοσύνθεσης διευκρινίστηκαν μόλις κατά τα μέσα του 20ού αι. Οι επιστήμονες χώριζαν τις αντιδράσεις αυτές σε δύο ξεχωριστές φάσεις.

Η πρώτη φάση, που λέγεται και στάδιο φωτεινών αντιδράσεων, επειδή προϋποθέτει την ύπαρξη φωτός, περιλαμβάνει τη δέσμευση της ενέργειας των φωτονίων από τη χλωροφύλλη, τη φωτόλυση του νερού, την προσθήκη του υδρογόνου που προκύπτει στο συνένζυμο ΝΑDΡ και τη φωτοσυνθετική φωσφορυλίωση του συνένζυμου ΑDΡ. Χαρακτηριστικό της φάσης αυτής είναι η παραγωγή οξυγόνου. Στη δεύτερη φάση δεν είναι απαραίτητη η ύπαρξη φωτός, γι’ αυτό η φάση αυτή λέγεται και στάδιο σκοτεινών αντιδράσεων. Η δεύτερη φάση περιλαμβάνει έναν κύκλο αντιδράσεων, που είναι γνωστός και ως κύκλος του Κάλβιν. Κατά αυτόν, μία οργανική ουσία, η 1,5 διφωσφορική ριβουλόζη, δεσμεύει το διοξείδιο του άνθρακα και χρησιμοποιώντας τα προϊόντα της προηγούμενης φάσης μετατρέπεται σε γλυκόζη.

Η γλυκόζη είναι μία ουσία που απαντά στο μεταβολισμό των φυτών και των ζώων. Χρησιμοποιείται από φυτά και ζώα τόσο ως πρώτη ύλη για την παραγωγή ενέργειας όσο και ως αποταμιευτική ύλη με μορφή αμύλου στα φυτά και γλυκογόνου στα ζώα. Βλέπουμε λοιπόν πως η φωτοσύνθεση καταλήγει στη σύνθεση ενός προϊόντος που «γεφυρώνει» το βασίλειο των φυτών με το βασίλειο των ζώων και εξασφαλίζει την ενεργειακή συνέχεια ανάμεσα στα έμβια όντα. 

Η σημασία της φωτοσύνθεσης για τη ζωή επάνω στη Γη είναι τεράστια. Από τα ενδιάμεσα προϊόντα των σκοτεινών αντιδράσεων, όπως η φωσφορογλυκεριναλδεΰδη, ανοίγει ο δρόμος για τη σύνθεση όλων των άλλων οργανικών ουσιών του κυττάρου, όπως αμινοξέων, λιπαρών οξέων, μονοσακχαριτών, και στη συνέχεια πρωτεϊνών, λιπιδίων, πολυσακχαριτών και νουκλεϊνικών οξέων. 

Με άλλα λόγια η φωτοσύνθεση αποτελεί το πέρασμα από την ανόργανη στην οργανική ύλη και αυτό γίνεται μόνο στα φυτά. 

Στη συνέχεια, οι οργανικές αυτές ουσίες περνούν στα ζώα ως τροφή.

Οι ουσίες αυτές αποτελούν πηγές ενέργειας για όλους τους οργανισμούς, δηλαδή η φωτοσύνθεση αποτελεί και το μέσο με το οποίο οι οργανισμοί δεσμεύουν την ηλιακή ενέργεια, τη μετατρέπουν σε χημική και τη χρησιμοποιούν για τις ανάγκες τους. 

Με τη διαδικασία της φωτοσύνθεσης μέρος της ηλιακής ενέργειας χρησιμοποιείται για τη διάσπαση του νερού σε υδρογόνο και οξυγόνο (φωτόλυση του νερού).

Το οξυγόνο που προέρχεται από τη φωτόλυση του νερού απελευθερώνεται στην ατμόσφαιρα. 

Έχει διαπιστωθεί ότι πριν εμφανιστούν στη Γη τα φυτά δεν υπήρχε οξυγόνο στην ατμόσφαιρα. 

Επομένως, η φωτοσύνθεση είναι η μοναδική πηγή του οξυγόνου της ατμόσφαιρας.

Το οξυγόνο χρησιμοποιούν στη συνέχεια όλοι οι αερόβιοι οργανισμοί, αυτότροφοι και ετερότροφοι, για την αναπνοή και τις καύσεις τους. Αλλά και όλη η πρόοδος του ανθρώπου που στηρίζεται στη βιομηχανική ανάπτυξη επιτεύχθηκε χάρη στη φωτοσυνθετική δραστηριότητα των φυτών.

Οι βασικές καύσιμες ύλες ξύλο, κάρβουνο, πετρέλαιο και φυσικό αέριο είναι προϊόντα της φωτοσύνθεσης, αλλά και το οξυγόνο που απαιτείται για τις καύσεις είναι επίσης προϊόν της φωτοσύνθεσης.

Τέλος, η εκμετάλλευση της ηλιακής ενέργειας από τους πρώτους οργανισμούς που εμφανίστηκαν στη Γη, σε συνδυασμό με το προστατευτικό στρώμα του όζοντος (που προήλθε από το οξυγόνο), το οποίο σχηματίστηκε στην ατμόσφαιρα, έδωσε ώθηση στην εξέλιξη των οργανισμών.

Επιμέλεια Άρθρου & Φωτογραφίας : Γεώργιος Λυμπερόπουλος

Η αναζήτηση στο άρθρο :   #fotosynthesi, #fotosinthesi, #fwtosynthesi, #fotosyn8esi, #φωτοσυνθεση,

            GLi-Pedia, encyclopedia, Encyclopaedia,