Čo je fotosyntéza?
Fotosyntéza je jeden z najdôležitejších biologických procesov na Zemi. Takto si rastliny, riasy a niektoré baktérie vyrábajú vlastnú potravu pomocou energie zo slnečného svetla. Slovo pochádza z gréčtiny: foto (svetlo) a syntéza (skladanie dokopy).
Rastliny sa nazývajú autotrofy (alebo producenty), pretože si vyrábajú vlastnú potravu. Živočíchy sú naopak heterotrofy — musia jesť iné organizmy, aby získali energiu.
Suroviny a produkty
Fotosyntéza potrebuje tri veci:
- Oxid uhličitý (CO₂) — prijímaný zo vzduchu cez drobné póry v listoch nazývané prieduchy
- Voda (H₂O) — prijímaná koreňmi z pôdy
- Svetelná energia — zachytávaná chlorofylom vo vnútri chloroplastov
Proces produkuje dve veci:
- Glukóza (C₆H₁₂O₆) — cukor, ktorý rastlina využíva na energiu, rast a skladanie zásobných látok
- Kyslík (O₂) — uvoľňovaný do ovzdušia ako vedľajší produkt (kyslík, ktorý dýchame!)
Slovná rovnica: Oxid uhličitý + Voda → Glukóza + Kyslík (za použitia svetelnej energie)
Takmer všetok kyslík v zemskej atmosfére vznikol fotosyntézou za miliardy rokov. Každý nádych je možný vďaka rastlinám a fotosyntetizujúcim organizmom.
Kde fotosyntéza prebieha?
Fotosyntéza prebieha v chloroplastoch — organelách nachádzajúcich sa najmä v bunkách listov. Chloroplasty obsahujú zelené farbivo chlorofyl, ktoré absorbuje červené a modré svetlo zo slnka, ale odráža zelené svetlo — preto rastliny vyzerajú zeleno.
Listy sú špeciálne prispôsobené na fotosyntézu:
- Sú široké a ploché, aby zachytili čo najviac slnečného svetla
- Sú tenké, aby oxid uhličitý mohol ľahko dosiahnuť všetky bunky
- Majú sieť žíl na zásobovanie vodou a odvod glukózy
- Sú hustо naplnené chloroplastmi v horných bunkových vrstvách
Faktory ovplyvňujúce rýchlosť fotosyntézy
Fotosyntéza sa zrýchľuje alebo spomaľuje v závislosti od podmienok:
Intenzita svetla — Viac svetla (do určitej miery) znamená rýchlejšiu fotosyntézu. Koncentrácia CO₂ — Viac dostupného CO₂ znamená rýchlejšiu fotosyntézu. Teplota — Fotosyntéza sa zrýchľuje s rastúcou teplotou, ale pri príliš vysokých alebo nízkych teplotách sa spomaľuje alebo zastavuje, pretože sa poškodzujú enzýmy. Dostupnosť vody — Bez dostatku vody sa prieduchy zatvoria, čo zastaví aj vstup CO₂.
Pestovatelia v skleníkoch niekedy zámerne zvyšujú hladinu CO₂ — to zvyšuje úrodu, pretože rastliny fotosyntetizujú rýchlejšie.
Ako sa glukóza využíva
Glukóza vyrobená fotosyntézou sa využíva niekoľkými spôsobmi:
- Dýchanie — rozkladá sa v mitochondriách na uvoľnenie energie
- Rast — premieňa sa na celulózu pre bunkové steny
- Skladovanie — premieňa sa na škrob (ukladaný v koreňoch a semenách)
- Oprava — využíva sa na tvorbu nových bunkových zložiek
Prax: Kyslík z dažďového pralesa
Amazónsky dažďový prales sa nazýva „pľúca Zeme". Miliardy stromov fotosyntetizujú a viažu obrovské množstvá CO₂ z atmosféry, pričom uvoľňujú O₂. Vedci odhadujú, že Amazónia každý deň vypotí viac ako 20 miliárd ton vody a výrazne ovplyvňuje obsah kyslíka v atmosfére.
Prax: Bubliny na Elodea vo vode
Keď sa vetvy vodnej rastliny Elodea osvetlia pod vodou, na rezných miestach sú viditeľné bubliny kyslíka — priamy produkt fotosyntézy. Čím jasnejšia lampa a čím viac CO₂ vo vode (napr. pridaním hydrogénuhličitanu sodného), tým rýchlejšie bubliny stúpajú. Tento experiment robí fotosyntézu doslova viditeľnou.
Prax: Škrob v zemiakovej hľuze
Zemiak je zahustená stonková hľuza, v ktorej rastliny ukladajú glukózu vytvorenú fotosyntézou ako škrob. Niekoľko kvapiek jódového roztoku na čerstvý plátok zemiaka ho zafarbí do modročierna — klasický dôkaz škrobu a teda uskladnenej energie fotosyntézy.
Cvičné príklady
Napíš slovnú rovnicu fotosyntézy.
Zobraziť odpoveď
Vymenuj dva spôsoby, ako rastlina využíva glukózu vytvorenú fotosyntézou.