../images/Emo39.gif פוטוסינתזה ../images/Emo39.gif
הגדרה: תהליך הנעזר באנרגיה אלקטרומגנטית (אור בתחום הנראה), בכדי להפוך פחמן דו חמצני, מים ומנרלים למולקולות אורגניות חיוניות, למשל סוכרים.
מידע כללי: לשם מה זקוק הצמח (או האורגניזם הפוטוסינתטי) לסוכרים? משום שהסוכרים מהווים "אבני בניין" להתפתחות הצמח. יש בהם אנרגיה כימית פוטנציאלית רבה וניתן לבנות מהם את החומרים המרכיבים ייצור חי. פוטוסינתזה מתרחשת בכלורופלסטים, אברונים תוך תאיים הבנויים במבנה של ממברנות פנימיות. בתוכם ניתן למצוא את פיגמנט הכלורופיל (פיגמנט = צבען), בעל הגוון הירוק. האנרגיה הדרושה לתהליך מגיעה מאור השמש הנראה לעין (בתחום קרינה של 400-700 ננומטר), כאשר הפוטוסינתזה היא אידאלית תחת אור "סגול" (400-500 ננומטר) ואור "אדום" (650-700 ננומטר).
התהליך: תהליך הפוטוסינתזה מתחלק לשני תת-תהליכים – פוטוליזה ופוטופוספורילציה. בתהליך ה
פוטוליזה מתפרקים המים (H2O). זהו תהליך שדורש אנרגיה, וכאמור אנרגיה זו מגיעה מאור השמש. בתהליך ה
פוטופוספורילציה נוצרת מולקולה אחת של ATP, ה"אנרגיה הכימית הזמינה של התא". כעת באמצעות ה- ATP ומולקולה נוספת שנוצרת בפוטוליזה (NADPH, למי שזה מעניין אותו) מייצרים את הסוכרים. המולקולות הנ"ל מפורקות, משחררות את האנרגיה הדרושה, ובאמצעותה מורכב הפחמן הדו חמצני לסוכר.
מידע כללי נוסף: במהלך שעות היום מיוצר סוכר בעודפים והוא מאוכסן בתאים בצורת גרגירי עמילן. מדוע בצורה של גרגירי עמילן ולא כגלוקוז? הרי ממילא כשיצטרכו להשתמש בו יפורק העמילן לגלוקוז... התשובה נעוצה בשיקולים אוסמוטיים – הגלוקוז מסיס במים, ולכן משפיע על ריכוז המומסים בהם. אם הגלוקוז היה מצטבר בכלורופלסטים הוא היה גורם לעלייה בריכוז המומסים בכלורופלסטים, ואגב-כך לכניסה של מים לתוכם (אוסמוזה). כניסה מוגזמת של מים הייתה גורמת להתפוצצות ממברנת הכלורופלסט (שלא מוגנת בדופן, כמו ממברנת התא הצמחי). לעומתו, העמילן לא מסיס במים, ולכן לא משפיע על המאזן האוסמוטי.
5 גורמים משפיעים על קצב הפוטוסינתזה:
עוצמת אור – ביחס ישר: ככל שעוצמת האור עולה כך קצב התהליך עולה.
זמינות מים – מן הסתם, המים דרושים לבניית הסוכרים.
זמינות מינרלים – חומרים כימיים המשתתפים בתהליך ובלעדיהם הוא לא היה מתרחש.
זמינות CO2 – בדומה למים.
טמפרטורה – המשפיעה על פעילות האנזימים, שנמצאים במעגלים השונים.
הערה: ברמת הבגרות אין צורך להבין ולדעת את תת התהליכים פוטוליזה ופוטופוספורילציה.