Fotosyntéza je proces, při kterém zelené rostliny na světle vytvářejí z oxidu uhličitého a vody organickou látku (glukózu) a uvolňují kyslík. Probíhá v chloroplastech a skládá se ze dvou etap — světelné a temnostní fáze. Na této stránce se jednoduše dozvíte: co je to fotosyntéza, kde probíhá, čím se liší její fáze, jak vypadá rovnice fotosyntézy a co při ní vzniká. Na konci najdete interaktivní trenažér pro ověření znalostí.
Co je to fotosyntéza a kde probíhá
Fotosyntéza (z řeckého fós — světlo a synthesis — spojování) je tvorba organických látek z anorganických za přítomnosti světla. Jednoduše řečeno, rostlina si „připravuje jídlo“ ze vzduchu a vody za využití energie slunečního záření.
Fotosyntéza probíhá v chloroplastech — zelených plastidech, kterých je obzvláště mnoho v buňkách listu. Uvnitř chloroplastů se nachází zelené barvivo chlorofyl: právě ten zachycuje energii světla a spouští celý proces. Rostliny vypadají zeleně právě díky chlorofylu.
Pro fotosyntézu rostlina potřebuje tři věci:
- světlo (sluneční nebo umělé);
- vodu — tu kořeny nasávají z půdy;
- oxid uhličitý (CO₂) — ten přijímá ze vzduchu přes průduchy v listech.
Celá fotosyntéza se dělí na dvě navazující fáze — světelnou a temnostní. Jejich názvy se často pletou, proto si každou rozebereme zvlášť.
Proces fotosyntézy: co z čeho vzniká
Schéma pomáhá pochopit to hlavní: vlevo je to, co do listu vstupuje (světlo, voda a oxid uhličitý), vpravo to, co vzniká (glukóza a kyslík). Kyslík rostlina uvolňuje do vzduchu a glukózu využívá jako výživu a ukládá ji ve formě škrobu.
Rovnice fotosyntézy
Celý proces lze zapsat jednou souhrnnou rovnicí. Šest molekul oxidu uhličitého a šest molekul vody se za působení světla a za účasti chlorofylu přemění na jednu molekulu glukózy a šest molekul kyslíku.
Světelná a temnostní fáze fotosyntézy
Fotosyntéza probíhá ve dvou etapách. Světelná fáze probíhá na membránách uvnitř chloroplastu a je možná pouze na světle: energie světla štěpí vodu, přičemž se uvolňuje kyslík a ukládá se energie (v molekulách ATP a NADPH). Temnostní fáze probíhá ve stromatu chloroplastu a světlo přímo nevyžaduje: zde se z oxidu uhličitého pomocí uložené energie syntetizuje glukóza. Důležité: „temnostní“ neznamená „noční“ — tato fáze využívá produkty světelné fáze, takže ve tmě bez světla se brzy zastaví. Obě fáze porovnáme v tabulce.
| Znak | Světelná fáze | Temnostní fáze |
|---|---|---|
| Kde probíhá | na membránách tylakoidů (grana chloroplastu) | ve stromatu chloroplastu |
| Potřebuje světlo | ano, probíhá pouze na světle | přímo ne, ale závisí na produktech světelné fáze |
| Co potřebuje | světlo, vodu (H2O) | oxid uhličitý (CO2), energii ATP a NADPH |
| Co vzniká | kyslík (O2), ATP, NADPH | glukóza (C6H12O6) |
Význam fotosyntézy pro život na Zemi
Fotosyntéza je jedním z nejdůležitějších procesů v přírodě. Díky ní:
- se v ovzduší udržuje kyslík, kterým dýchají lidé, zvířata i samotné rostliny;
- se ze vzduchu odstraňuje oxid uhličitý;
- vzniká organická látka — základ výživy pro všechny živé organismy. Rostliny krmí býložravce, býložravci masožravce, proto celý potravní řetězec začíná fotosyntézou;
- se ukládá energie světla do organických látek. Uhlí, ropa a rašelina jsou také „zakonzervovanou“ energií dávné fotosyntézy.
Proto se zelené rostliny často nazývají „plícemi planety“: nepřetržitě zásobují biosféru kyslíkem a potravou.
Rozbor: co z čeho vzniká
Příklad 1. Odkud se bere glukóza
Otázka: z jakých látek rostlina vyrábí glukózu?
Rozbor. Glukóza (C₆H₁₂O₆) se skládá z uhlíku, vodíku a kyslíku. Uhlík rostlina bere z oxidu uhličitého (CO₂) ze vzduchu, vodík z vody (H₂O). Energii pro „sestavení“ dodává světlo a glukóza se syntetizuje v temnostní fázi, ve stromatu chloroplastu.
Odpověď: glukóza vzniká z oxidu uhličitého a vody za využití energie světla.
Příklad 2. Odkud se bere kyslík
Otázka: z jaké látky vzniká kyslík, který rostlina uvolňuje?
Rozbor. Mnozí si myslí, že kyslík vzniká z oxidu uhličitého, ale není to tak. Ve světelné fázi energie světla štěpí molekuly vody (H₂O) — přitom se uvolňuje kyslík (O₂). Oxid uhličitý se využívá pouze pro stavbu glukózy.
Odpověď: kyslík se uvolňuje při štěpení vody ve světelné fázi.
Příklad 3. Kontrola rovnice podle počtu atomů
Rovnice: 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂.
Zkontrolujeme uhlík (C): vlevo 6 (ze 6·CO₂), vpravo 6 (v glukóze C₆…) — souhlasí.
Zkontrolujeme kyslík (O): vlevo 6·2 + 6·1 = 18, vpravo 6 (v glukóze) + 6·2 = 18 — souhlasí.
Zkontrolujeme vodík (H): vlevo 6·2 = 12, vpravo 12 (v glukóze C₆H₁₂O₆) — souhlasí.
Závěr: rovnice je vyčíslena, všechny atomy jsou na svém místě.
Časté chyby ohledně fotosyntézy
-
Lidé si myslí, že rostliny pouze uvolňují kyslík a vůbec nedýchají.
Rostliny dýchají stejně jako zvířata: neustále pohlcují kyslík a uvolňují oxid uhličitý (dýchání). Jen přes den na světle probíhá fotosyntéza aktivněji než dýchání, proto se kyslíku uvolňuje více, než se spotřebuje.
-
Lidé si pletou světelnou a temnostní fázi: myslí si, že glukóza vzniká ve světelné a kyslík v temnostní.
Naopak. Ve světelné fázi se uvolňuje kyslík a ukládá se energie (ATP, NADPH). Glukóza se syntetizuje v temnostní fázi z oxidu uhličitého pomocí této uložené energie.
-
Lidé chápou „temnostní fázi“ jako „fázi, která probíhá v noci, ve tmě“.
„Temnostní“ znamená pouze „nevyžaduje světlo přímo“. Ale využívá ATP a NADPH ze světelné fáze, takže bez světla tyto zásoby dojdou a temnostní fáze se brzy zastaví. Ve skutečnosti obě fáze probíhají přes den, jedna po druhé.
-
Lidé si myslí, že kyslík vzniká z oxidu uhličitého.
Kyslík se uvolňuje z vody (H₂O) při jejím štěpení ve světelné fázi. Oxid uhličitý (CO₂) se využívá pro stavbu glukózy, nikoliv pro vznik kyslíku.
Otázky a odpovědi
Čím se fotosyntéza liší od dýchání?
Jsou to protichůdné procesy. Při fotosyntéze rostlina na světle pohlcuje oxid uhličitý a vodu, vytváří glukózu a uvolňuje kyslík — tedy ukládá energii. Při dýchání se naopak glukóza a kyslík spotřebovávají a uvolňuje se oxid uhličitý, voda a energie. Dýchají všechny živé buňky neustále, zatímco fotosyntéza probíhá pouze v zelených buňkách a pouze na světle.
Potřebuje temnostní fáze fotosyntézy světlo?
Přímo světlo temnostní fáze nepotřebuje — reakce probíhají ve stromatu chloroplastu bez účasti světla. Ale temnostní fáze využívá ATP a NADPH, které vznikají ve světelné fázi. Proto bez světla tyto zásoby rychle dojdou a temnostní fáze se také zastaví. Název „temnostní“ neznamená „noční“, ale „nevyžadující světlo přímo“.
Kde přesně probíhá fotosyntéza?
Fotosyntéza probíhá v chloroplastech — zelených plastidech buněk listu. Světelná fáze probíhá na membránách tylakoidů (v granách) a temnostní ve stromatu chloroplastu. Zelenou barvu a schopnost zachycovat světlo dodává chloroplastům barvivo chlorofyl.
Co vzniká při fotosyntéze?
Hlavními produkty fotosyntézy jsou glukóza (organická látka, výživa rostliny) a kyslík, který se uvolňuje do vzduchu. Během procesu vznikají také meziprodukty — ATP a NADPH, které přenášejí energii ze světelné fáze do temnostní.
V jakou denní dobu probíhá fotosyntéza?
Fotosyntéza probíhá přes den, dokud je světlo. V noci, ve tmě, ustává, protože světelná fáze bez světla pracovat nemůže a bez jejích produktů se zastaví i ta temnostní. Dýchání rostliny přitom probíhá nepřetržitě.
