Primárne procesy fotosyntézy vyžadujú prítomnosť svetla, preto bývajú označované ako fotochemická fáza. Ich podstatou je premena žiarivej energie na energiu chemických väzieb. Počas primárnych procesov prebieha fotofosforylácia a fotolýza vody.
Fotofosforylácia začína pohltením svetelnej energie molekulou chlorofylu. Z chlorofylu sa tým uvoľnia elektróny, ktoré zachytí oxidačno-redukčný enzým ferredoxín. Z neho sa elektróny prenášajú späť na chlorofyl reťazou oxidačno-redukčných enzýmov. Energia, ktorú pri tom elektrón vyžiari, sa využíva na tvorbu makroergických fosfátových väzieb v molekule ATP. Keďže pri tomto procese vykonávajú elektróny cyklus: chlorofyl – ferredoxín – oxidačno-redukčné enzýmy – chlorofyl a súčasne dochádza ku vzniku makroergických fosfátových väzieb, čiže ku fosforylácii, označujeme túto časť fotosyntézy ako cyklická fotofosforylácia.
Fotolýza vody je dej, pri ktorom nastáva svetelný rozklad vody:
H2O 1/2O2 + 2H+ + 2e-
Uvoľnený kyslík sa dostáva do atmosféry. Vzbudené elektróny sa prenesú na ferredoxín, ktorý redukuje koenzým NADP (nikotínamidadeníndinukleotidfosfát) za spotreby iónov H+:
NADP + 2H+ + 2e- NADPH2
Výsledkom primárnych procesov fotosyntézy je teda vznik ATP a NADPH2, ktoré sa využívajú v sekundárnych procesoch fotosyntézy.
4.1.Sekundárne procesy fotosyntézy
Sekundárne procesy nevyžadujú prítomnosť svetla a sú preto označované ako tmavá alebo termochemická fáza fotosyntézy. Počas týchto procesov dochádza k fixácii CO2 a vzniku sacharidov. Zdrojom energie na túto premenu je ATP a redukovadlom NADPH2. Poznáme dva mechanizmy fixácie CO2:
C3 rastliny - primárnym akceptorom CO2 je ribulóza-1,5-bisfosfát
C4 rastliny - primárnym akceptorom CO2 je fosfoenolpyruvát
4.2.Faktory ovplyvňujúce fotosyntézu
Vlnová dĺžka a intenzita svetla. Najvýhodnejšou zložkou svetla pre fotosyntézu je červené a modrofialové svetlo. Rastlina dokáže zo svetla, čo na ňu dopadne využiť asi 2%. Ostatné svetlo sa odráža, alebo prepúšťa. Pri zvyšovaní intenzity svetla fotosyntéza stúpa, ale zvyšovanie nad hranicu ďalšie zvyšovanie fotosyntézy neprináša.
Oxid uhličitý. Z jedného gramu oxidu uhličitého sa vytvorí asi 0,5 g sušiny. V atmosfére je koncentrácia CO2 0,03%. Veľké zvýšenie, alebo zníženie koncentrácie spomaľuje až zastavuje fotosyntézu, menšie zmeny ju neovplyvňujú.
Teplota. Teplota ovplyvňuje fotosyntézu výrazne. Optimálna teplota sa u rôznych druhov rastlín pohybuje okolo 25° - 30°C. U väčšiny našich rastlín prebieha fotosyntéza v rozmedzí 0° - 40°C.
Voda. Voda je materiálom na fotolýzu vodu. Ak je v rastline nedostatok vody, zatvoria sa prieduchy, ktorými do rastliny vniká CO2 a spomalí sa fotosyntéza.
