Τα φύλλα των φυτών παίζουν σημαντικό ρόλο στη φωτοσύνθεση
Η **φωτοσύνθεση** είναι βιοχημική διαδικασία, κεφαλαιώδους σημασίας για τους φυτικούς οργανισμούς, κατά την οποία τα πράσινα φυτά και ορισμένοι άλλοι οργανισμοί μετασχηματίζουν τη φωτεινή ενέργεια σε χημική. Κατά τη φωτοσύνθεση, στα φυτά η φωτεινή ενέργεια δεσμεύεται και χρησιμοποιείται για τη μετατροπή διοξειδίου του άνθρακα (CO2) και του νερού σε οξυγόνο και ενεργειακά πλούσιες οργανικές ενώσεις, κυρίως υδατάνθρακες.

Γενικά
------

Η φωτοσύνθεση είναι σημαντικότατη διεργασία, μέσω της οποίας οι φωτοσυνθετικοί οργανισμοί, χρησιμοποιώντας φωτεινή ενέργεια, διοξείδιο του άνθρακα και νερό, παράγουν τα απαραίτητα για τη θρέψη τους συστατικά. Με αυτόν τον τρόπο απελευθερώνουν οξυγόνο δεσμεύοντας το διοξείδιο του άνθρακα. Τα χλωροφυλλούχα φυτά έχουν την ικανότητα να μετατρέπουν το διοξείδιο του άνθρακα και το νερό σε οργανικές ουσίες, όπως γλυκόζη, απαραίτητες για την ανάπτυξη και τη συντήρησή τους. Η φωτοσυνθετική αυτή διεργασία γίνεται με την ενέργεια του ηλιακού φωτός. Η χημική αντίδραση της φωτοσύνθεσης, λεγόμενη και αντίδραση φωτοσύνθεσης είναι:

{\displaystyle {\ce {6CO2 + 12H2O -> C6H12O6 + 6O2 + 6H2O + 674 cal}}}

Η παραπάνω αντίδραση μπορεί να απλοποιηθεί από χημικής πλευράς. Από βιοχημικής όμως αυτό δεν είναι ορθό, επειδή η απλοποιημένη αντίδραση θα έδειχνε ότι το ελεύθερο οξυγόνο θα προερχόταν εξ ημισείας από το CO2 και το Η2Ο ενώ το οξυγόνο προέρχεται αποκλειστικά από τη φωτόλυση του Η2Ο.

Στην πραγματικότητα όμως η φωτοσύνθεση γίνεται σε στάδια και με μια σειρά πολύπλοκων χημικών αντιδράσεων, που συνοψίζονται στο πιο πάνω σχήμα. Οι αντιδράσεις αυτές γίνονται στους χλωροπλάστες.

Ιστορία
-------

Οι πρώτες παρατηρήσεις του φαινομένου της φωτοσύνθεσης έγιναν από τον Τζόζεφ Πρίστλυ, 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 Νικολά ντε Σωσύρ (Nicolas Théodore de Saussure) 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 20ό αιώνα το φαινόμενο της φωτοσύνθεσης μελετήθηκε από κάθε πλευρά (βιοχημική, χημική, φυσιολογική κ.λ.π.). Το 1941 για πρώτη φορά έγιναν πειράματα με ραδιενεργά ισότοπα και διερευνήθηκε η πολύπλοκη σειρά που ακολουθούν οι διάφορες αντιδράσεις.

Μηχανισμός φωτοσύνθεσης
-----------------------

Σήμερα εν γένει γίνεται δεκτό ότι ο μηχανισμός της φωτοσύνθεσης είναι ο ακόλουθος: 

Το νερό διαλύει και μεταφέρει το διοξείδιο του άνθρακα μέχρι τα κύτταρα και τους χλωροπλάστες των φύλλων. Εκεί, με την ενέργεια του φωτός (hν) που απορροφά η φωτοδεσμευτική ουσία (συνήθως η χλωροφύλλη, αλλά υπάρχουν και άλλες φωτοδεσμευτικές ουσίες, όπως η ξανθοφύλλη, η φυκοερυθρίνη, η φυκοκυανίνη κτλ. οι οποίες δεν έχουν πράσινο χρώμα) διασπάται το νερό (φωτόλυση) στα στοιχεία του: 

Η2Ο + hν →[Η] + 1/2 Ο2. Το οξυγόνο απελευθερώνεται στο περιβάλλον ως παραπροϊόν (biproduct), ενώ το ατομικό υδρογόνο δεσμεύεται από διάφορα ένζυμα (NADP). 

Με τη βοήθεια αυτών των ενζύμων το υδρογόνο οδηγείται στις αντιδράσεις με το διοξείδιο του άνθρακα (κύκλος του Calvin):

CΟ2+[Η2] → (CΗ2ΟH)χ.  
 
Στο δεύτερο αυτό στάδιο αντιδράσεων δεν απαιτείται ηλιακή ενέργεια, γι' αυτό οι αντιδράσεις αυτές ονομάζονται "σκοτεινές"(light independent). Η βασική ουσία που παράγεται είναι η γλυκόζη (C6H12O6). Για τη δημιουργία ενός μορίου γλυκόζης, απαιτούνται 6 μόρια διοξειδίου του άνθρακα. Η γλυκόζη, προκειμένου να αποθηκευτεί, μετατρέπεται στο πολυμερές της, το άμυλο. Αυτό μεταφέρεται σε άλλες θέσεις του φυτού κατά τη νύχτα, όταν σταματά το φαινόμενο της φωτοσύνθεσης.

Εκτός από τα ανώτερα πράσινα φυτά, υπάρχουν και κατώτεροι οργανισμοί που είναι ικανοί να φωτοσυνθέτουν, όπως ορισμένα πρώτιστα, π.χ. η *Ευγλήνη η πρασίνη* (*Euglena viridis*) και σχεδόν όλα τα φύκη.

Επίσης υπάρχουν και ορισμένα βακτήρια, όπως σιδηροβακτήρια, θειοβακτήρια κ.λπ. που χωρίς χλωροφύλλη (αλλά με άλλες φωτοδεσμευτικές ουσίες, όπως η βακτηριοχλωροφύλλη), είναι ικανά να δεσμεύουν το διοξείδιο του άνθρακα της ατμόσφαιρας και να συνθέτουν οργανικές ουσίες. Οι λειτουργίες τους ονομάζονται χημειοσύνθεση και φωτοχημειοσύνθεση.

Παραπομπές
----------

1. ↑  Encyclopædia Britannica. Encyclopædia Britannica Online. Encyclopædia Britannica, 2011. Web. Ανακτήθηκε στις 12 Αυγ. 2011

Επιπλέον ανάγνωση
-----------------

|  |  |
| --- | --- |
| wiktionary logowiktionary logo | Το *Βικιλεξικό* έχει σχετικό λήμμα:  **φωτοσύνθεση**  |

|  |  |
| --- | --- |
| Commons logoCommons logo | Τα Wikimedia Commons έχουν πολυμέσα σχετικά με το θέμα   **Φωτοσύνθεση** |

* Χαλκιάς, Φαίδων Β.: «Τεχνητή φωτοσύνθεση: Ο πράσινος δρόμος προς την ηλιακή ενέργεια», *Περισκόπιο της Επιστήμης*, τεύχος 212 (Δεκέμβριος 1997), σσ. 68-74
* Καψάλης· Μπουρμπουχάκης· Περάκη· Σαλαμαστράκης (2012). *Βιολογία Γενικής Παιδείας Γ΄Λυκείου*. ΔΙΟΦΑΝΤΟΣ.

|  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |  |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 

| π • σ • ε
Βοτανική |
| --- |
|  |
| Κλάδοι της βοτανικής | 
* Ιστολογία φυτών
* Εικονογραφική βοτανική
* Παλαιοντολογία
* Φαινολογία
* Φυκολογία
* Δενδρολογία
* Φυτογεωγραφία
* Φυτοπαθολογία
* Φυτοκοινωνιολογία
* Εθνοβοτανολογία
* Παλαιοβοτανολογία
* Ανατομία φυτών
* Οικολογία φυτών
* Εξελικτική-αναπτυξιακή βιολογία φυτών
* Μορφολογία φυτών
* Φυσιολογία φυτών
 |
|  |
| Φυτά | 
* Εξελικτική ιστορία των φυτών
* Φύκη
* Βρυόφυτα
* Πτεριδόφυτα
* Γυμνόσπερμα
* Αγγειόσπερμα
 |
|  |
| Μορφολογία και ανατομία φυτών | 
* Άνθος
* Καρπός
* Φύλλο
* Μερίστωμα
* Ρίζα
* Βλαστός
* Στόμα
* Αγγειακός ιστός
* Ξύλο
* Ξύλωμα
* Φλοιός
 |
|  |
| Φυτικά κύτταρα | 
* Κυτταρικό τοίχωμα
* Χλωροφύλλη
* Χλωροπλάστης
* Φωτοσύνθεση
* Φυτοορμόνη
* Κυτταροπλασματικό οργανίδιο
* Πλαστίδιο
* Ταννόσωμα
 |
|  |
| Φυσιολογία φυτών | 
* Διαπνοή
* Λήθαργος σπόρων
 |
|  |
| Αναπαραγωγή φυτών | 
* Εναλλαγή γενεών
* Γαμετόφυτο
* Σεξουαλική μορφολογία φυτών
* Γύρη
* Γονιμοποίηση
* Επικονίαση
* Σπόρος
* Σπόριο
* Σποριόφυτο
 |
|  |
| Ταξινόμηση φυτών | 
* Βοτανικό όνομα
* Βοτανική ονοματολογία
* Φυτοθήκη
* IAPT
* ICN
* *Είδη φυτών (Species Plantarum)*
 |
|  |
| Γλωσσάρια | 
* Γλωσσάρι βοτανικών όρων
* Γλωσσάρι μορφολογίας φυτών
 |
|  |
| 
* **Κατηγορία**
* **Πύλη**
 |

 |

|  |  |  |
| --- | --- | --- |
| 

|  |  |
| --- | --- |
| Καθιερωμένοι όροι | 
* WorldCat
* LCCN: sh85101413
* GND: 4045936-6
* BNF: cb11933125t (data)
* NDL: 00566168
* NKC: ph120339

 |

 |