Energia luminoasă transformată în energie chimică

Prin fotosinteză, energia luminoasă captată de clorofilă este transformată în energie chimică potenţială, care se fixează în legăturile chimice ale substanţelor nou formate (glucide, proteine, lipide). Prin descompunerea acestor substanţe, energia înglobată în ele se eliberează, servind la desfăşurarea metabolismului, la creşterea şi dezvoltarea plantelor şi indirect la hrănirea animalelor şi omului.

Formula simplificată a fotosintezei este următoarea:

6CO + 6H2O → C6H12O6 + 6O2

Sau o formulă mai generală : bioxid de carbon + apă + săruri minerale + lumină + clorofilă = substanţe organice + oxigen + energie chimică.

Reiese că din şase molecule de bioxid de carbon şi şase molecule de apă, sub influenţa luminii, captată de clorofilă, se sintetizează o moleculă de glucoză (glucid), cu eliberarea a şase molecule de oxigen. Pe baza metodei moierne de cercetare eu ajutorul izotopilor radioactivi s-a stabilit că oxigenul eliberat de plante în timpul fotosintezei nu provine din bioxidul de carbon absorbit, ci din apă, prin reacţia de fotoliză. Ea decurge astfel :

CO2 + 2H2O → H2O + O2 + (CH2O)n

Între fotosinteza şi respiraţie există o strînsă legătură. Cele două fenomene au loc concomitent, la lumină, dar ele decurg în sens invers. Prin fotosinteză, în substanţele organice produse se acumulează energia luminoasă sub formă de energie chimică, se absoarbe CO2 şi H2O şi se pune în libertate O2

În respiraţie se oxidează substanţele organice, se pune în libertate energia, se absoarbe O2 şi se produce CO2 şi H2O. Acest ciclu de reacţii, care urmează calea de oxidare a glucidelor prin faza de acid piruvic până la CO2, poartă numele de ciclul lui Krebs. Localizarea în celule a celor două fenomene este diferită, fotosinteza având loc în cloroplaste, iar respiraţia în mitocondrii.

Respiraţia, desfăşurându-se în mod continuu în toate celulele plantelor, are loc şi în celulele verzi în timpul fotosintezei. Numeroase experienţe au dovedit că intensitatea respiraţiei este aceeaşi atât la lumină, în prezenţa fotosintezei, cât şi la întuneric, când fotosinteza nu are loc.

Prin fotosinteză plantele iau din atmosferă bioxidul de carbon şi pun în libertate oxigenul. Omul, prin respiraţie, ia din atmosferă oxigenul şi pune în libertate bioxidul de carbon. Iată cea mai semnificativă relaţie de ajutor reciproc între plantă şi om.