Φωτοσύνθεση

Από όλους τους ζωντανούς οργανισμούς, τα πράσινα φυτά είναι οι μόνοι οργανισμοί που παράγουν / συνθέτουν την τροφή τους. Αυτή η διαδικασία, η φωτοσύνθεση, ξεκινά όταν το φως (φυσικό ή τεχνητό) φθάνει στα φύλλα των φυτών.
Η φωτοσύνθεση είναι η φυσιολογική λειτουργία κατά την οποία τα φυτά με τη βοήθεια του ήλιου διαχωρίζουν το νερό και το διοξείδιο του άνθρακα και τα μετατρέπουν σε οξυγόνο και γλυκόζη.
Τα χλωροφυλλούχα φυτά έχουν την ικανότητα να μετατρέπουν το διοξείδιο του άνθρακα της ατμόσφαιρας σε ανθρακούχες ενώσεις απαραίτητες για την ανάπτυξή τους. Η φωτοσυνθετική λειτουργία γίνεται με παρουσία οξυγόνου και με την ενέργεια του ηλιακού φωτός. Η χημική αντίδραση της φωτοσύνθεσης είναι:

6CΟ₂ + 6Η₂ --> C₆Η₁₂Ο₆(γλυκόζη) + 6Ο₂ + Ενέργεια
Στην πραγματικότητα όμως η φωτοσύνθεση γίνεται με μια σειρά πολύπλοκες χημικές αντιδράσεις, που συνοψίζονται στο πιο πάνω σχήμα. Ο τόπος όπου γίνονται οι αντιδράσεις αυτές είναι οι χλωροπλάστες. και η χλωροφύλλη που βρίσκεται σε αυτούς είναι μια ουσία που κάνει τα φυτά πράσινα και πολύ σημαντική για την όλη διαδικασία. Η γλυκόζη είναι υδατανάθρακας που χρειάζονται τα φυτά.
Εκτός από τα ανώτερα πράσινα φυτά, υπάρχουν άλλα κατώτερα χωρίς χλωροφύλλη, που διασπούν το διοξείδιο του άνθρακα της ατμόσφαιρας και συνθέτουν οργανικές ουσίες. Οι λειτουργίες τους αυτές ονομάζονται χημειοσύνθεση και φωτοχημειοσύνθεση. Τέτοια φυτά είναι μερικά βακτήρια (σιδηροβακτήρια, θειοβακτήρια κ.λπ.).
Το υδρογόνο για αντίδραση της φωτοσύνθεσης προέρχεται από το έδαφος μέσω των ριζών των φυτών. Τα φυτά δίνουν την περίσσεια οξυγόνου η οποία είναι ζωτικής σημασίας για τα κύτταρα άλλων οργανισμών. Τα σάκχαρα όπως είναι η γλυκόζη χρησιμοποιούνται από τα φυτά σαν πηγή ενέργειας. Είναι τροφή την οποία τα φυτά χρειάζονται για να μεγαλώσουν. Τα φυτά στην συνέχεια με την σειρά τους παρέχουν τροφή για τους υπόλοιπους τύπους οργανισμών.
Οι πρώτες παρατηρήσεις του φαινομένου της φωτοσύνθεσης έγιναν από τον Πρίστλεϊ, το 1771. Αυτός πρώτος παρατήρησε ότι τα πράσινα φυτά καθάριζαν τον αέρα που είχε μολυνθεί από την αναπνοή των ζώων. Τις παρατηρήσεις του Πρίστλεϊ συνέχισε ο Ολλανδός γιατρός Ινκενχάους. Ο Ντε Σοσόρ απέδειξε, το 1804, ότι το βάρος του οξυγόνου, που έχει αποβληθεί μαζί με το βάρος του φυτού μετά τη φωτοσύνθεση, είναι μεγαλύτερο από το βάρος του διοξειδίου του άνθρακα που απορροφήθηκε. Κατά τον 20ο αιώνα, το φαινόμενο της φωτοσύνθεσης μελετήθηκε από κάθε πλευρά (βιοχημική, χημική, φυσιολογική κ.λπ.). Το 1941 για πρώτη φορά έγιναν πειράματα με ραδιενεργά ισότοπα και ερευνήθηκε η πολύπλοκη σειρά που ακολουθούν οι διάφορες αντιδράσεις.
Ο μηχανισμός της φωτοσύνθεσης σε γενικές γραμμές σήμερα είναι ο ακόλουθος: το νερό διαλύει και μεταφέρει το διοξείδιο του άνθρακα μέχρι τα κύτταρα και τους χλωροπλάστες των φύλλων. Το άμυλο είναι μια από τις πρώτες ενώσεις που σχηματίζονται. Αυτό μεταφέρεται σ' άλλες θέσεις του φυτού κατά τη νύχτα, όταν σταματά το φαινόμενο της φωτοσύνθεσης.

Φωτοσύνθεση

6CΟ2 + 6Η2 --> C6Η12Ο6(γλυκόζη) + 6Ο2 + Ενέργεια

6CΟ₂ + 6Η₂ --> C₆Η₁₂Ο₆(γλυκόζη) + 6Ο₂ + Ενέργεια