Fotosynthese

Fotosynthese

Planten zijn in staat om organische suiker van anorganisch materiaal (kooldioxide en water) te maken.

Biologie

Trefwoorden

fotosynthese, lichte fase, donkere fase, chloroplast, katabole proces, autotróf, blad, licht, zonlicht, zuurstof, organisch materiaal, carbon dioxide, glucose, zonne energie, water, zuurstofproductie, koolstofvastlegging, binnenste membraan, Granum, thylakoid, matrix, Fotosysteem II, Fotosysteem I, fotosynthetische pigmenten, ATP, ATPase, elektronen transportketen, glycerinezuur-3-fosfaat, glyceraldehyde 3-fosfaat, ribulose-1,5-difosfaat, energieomzetting, cyclus, foton, atmosferische gassen, koolhydraat, Zon, metabolisme, plant, biochemie, Biologie, _javasolt

Gerelateerde items

Scènes

Het principe van fotosynthese

Structuur van een blad

Fotosynthese

Cel

Lichte fase

Donkere fase

Kunstmatig blad

Animatie

Gesproken tekst

Tijdens de fotosynthese produceren planten organisch materiaal, genaamd glucose, uit anorganisch materiaal, genaamd kooldioxide, waarbij ze gebruikmaken van lichtenergie. Tijdens dit proces wordt ook Zuurstof gevormd.

Fotosynthese vindt plaats in de groene delen van planten, dat wil zeggen in de bladeren en vaak in de zachte steel. De groene kleur van planten is een gevolg van de grote hoeveelheid van chloroplasten in de cellen van het assimilatieweefsel. De chloroplasten zijn verantwoordelijk voor de fotosynthese.

Chloroplasten hebben een dubbele membraan. Het interne membraan vormt de schijfachtige thylakoiden, die op hun beurt gestapelde membraneuze structuren vormen, genaamd grana. Het thylakoidmembraan bevat de belangrijkste enzymen voor de lichte fase van de fotosynthese.

De belangrijkste hiervan zijn de beide fotosystemen en elektronentransportketen daartussen.

De fotosystemen bevatten eiwitgebonden, lichtabsorberende pigmenten, waarvan de belangrijkste chlorofyl is.

De centrale chlorofyl-a moleculen van fotosysteem II worden opgewonden door fotonen en maken elektronen vrij, die in het elektronen-transportsysteem terechtkomen.

Het geoxideerde, elektron-deficiënte chlorofyl vervangen de ontbrekende elektronen uit de watermoleculen, dat wil zeggen, ze splitsen water. De zuurstofatomen in watermoleculen gaan een verbinding aan en vormen op deze manier moleculaire zuurstof, terwijl protonen zich ophopen in het membraan.

Het eerste element van de elektronentransportketen is plastoquinone, dat de elektronen doorgeeft ​​aan het cytochroom complex. Cytochroom is een ​​ijzerhoudend eiwit dat elektronen doorgeeft ​​aan de plastocyaninepromotor terwijl het meer protonen pompt in de thylakoid lumen.

De elektronen worden overgebracht naar fotosysteem I van de elektronen transportketen. De centrale chlorofylmolecule van fotosysteem I heeft een tekort aan elektronen, omdat het eerder elektronen heeft afgegeven door het contact met de fotonen. De elektronen worden vervolgens getransporteerd naar de ferredoxine NADP reductase door ferredoxine moleculen.

In de lichte fase hopen protonen zich op aan de binnenzijde. Dit wil zeggen dat de protonconcentratie van de thylakoid lumen toeneemt en dus positief geladen wordt. Dit zorgt voor een naar buiten drijvende kracht. Protonen kunnen naar buiten door de ATPase, terwijl er energie vrijkomt, omdat het systeem vanuit een hogere energietoestand in een lagere energietoestand terechtkomt door de egalisatie van lading en concentratie. De vrijkomende energie wordt gebruikt voor de productie van ATP. De vrijgekomen protonen en elektronen worden opgenomen door de NADP, welke wordt omgezet in NADPH.

Kortom, de energie van de fotonen veroorzaakt een ongelijke verdeling van protonen. Hierdoor ontstaat een aandrijvende kracht, die gebruikt wordt voor de productie van ATP.

Voor de reacties van de donkere fase is geen licht nodig. In deze fase wordt koolstofdioxide opgenomen in een organische verbinding met toepassing van de energie van het ATP en de waterstofionen van het NADPH die al geproduceerd zijn in de lichte fase.

Neem bijvoorbeeld 3 vijf-koolstof suikermoleculen. Deze hebben 15 koolstofatomen in totaal. Een enzymeiwit bevat 1 koolstofdioxidemolecule in elk suikermolecuul, terwijl de producten splitsen en er 6 drie koolstofatomen moleculen worden gevormd, met in totaal 18 koolstofatomen. Door 1 NADPH en 1 ATP te gebruiken per molecuul, worden er vervolgens 6 glyceraldehyde 3-fosfaat moleculen gevormd. Eén van deze stopt de cyclus, terwijl de anderen weer terugveranderen in 3 vijf-koolstof suikermoleculen met behulp van 3 ATP's, waarna de cyclus weer overnieuw begint. Dat wil zeggen, door gebruik van ATP en NADPH geproduceerd in de lichte fase wordt er 1 drie-koolstofatomen molecuul geproduceerd in deze cyclus. Twee cyclussen produceren 2 drie-koolstofatomen moleculen die zich hechten en een zes-koolstof glucosemolecuul vormen. De plant gebruikt glucose in de verdere stofwisselingsprocessen voor zetmeelsynthese of voor zijn digestieve processen om ATP te produceren.

Er zijn experimenten uitgevoerd met het doel om kunstmatige systemen te creëren die fotosynthese nabootsen. In een kunstmatig blad vinden de lichtreacties en de donkere reacties plaats in twee afzonderlijke vaten. De lichtreacties vinden plaats in een nitride halfgeleider, die water ontleedt bij blootstelling aan licht. Zuurstof komt vrij in de vorm van bellen, terwijl protonen en elektronen worden overgebracht naar het andere vat, waarbij deze laatste wordt doorgeleid via een geleidende draad. Dit vat is de plaats van de donkere reactie. Hier wordt een metaalkatalysator gebruikt om mierenzuur te produceren uit kooldioxide en water. Dit systeem maakt het mogelijk om energie uit zonlicht te gebruiken, en dit kan ook nuttig zijn bij het verminderen van het kooldioxidegehalte van de atmosfeer, wat kan bijdragen aan het verminderen van het broeikaseffect en dus de opwarming van de aarde.

Gerelateerde items

Bladgroen

Chlorofyl is een lichtgevoelig groen pigment in planten. Het absorbeert lichtenergie en speelt dus een belangrijke rol in de fotosynthese.

Dierlijke en plantaardige cellen, organellen

Eukaryotische cellen bevatten talrijke organellen.

Het broeikaseffect

Het broeikaseffect wordt versterkt door menselijke activiteit en leidt tot opwarming van de aarde.

Zuurstofcyclus

De zuurstofcyclus beschrijft de beweging van zuurstof binnen zijn drie voornaamste reservoirs.

De functie van enzymen

Enzymen zijn eiwitmoleculen die biochemische reacties katalyseren. De functie van deze enzymen kan gereguleerd worden.

Luchtvervuiling

Deze animatie toont de belangrijkste oorzaken van luchtverontreiniging: Agrarische, industriële en stedelijke luchtvervuiling.

Types transport

Deze animatie toont de actieve en passieve transportprocessen tussen celmembranen.

ADP, ATP

ATP is de belangrijkste bron van energie voor cellen.

Bloem

De animatie laat de opbouw van een typische bloem zien.

De structuur van een blad

De animatie toont de belangrijkste bladtypen en de verschillen tussen de bladeren van een- en tweezaadlobbige planten aan.

De Zon

De diameter van de Zon is ongeveer 109 keer die van de Aarde. Hij bestaat voor het grootste deel uit waterstof.

Grote amoeba

Een heterotrofe protist die in zoet water voorkomt. De vorm ervan verandert voortdurend.

Koolstofkringloop

Tijdens de fotosynthese bindt koolstof zich tijdens de fotosynthese in organische stoffen, terwijl het tijdens de ademhaling wordt afgegeven.

Niche

In de ecologie wordt de term niche gebruikt om de manier van leven van een soort te beschrijven.

Ontbossing

Ontbossing heeft een negatief effect op het milieu.

Oppervlaktespanning

Oppervlaktespanning is de eigenschap van een vloeistof waarbij het de kleinst mogelijke oppervlakte aanneemt.

Vegetatieve plantenorganen

Deze organen zijn van vitaal belang voor de overleving en ontwikkeling van planten.

Zaden en kiemen

Eenzaadlobbige planten ontkiemen met slechts één kiemblad, terwijl tweezaadlobbige planten twee kiembladen hebben.

Zuurstof (O₂) (intermediair)

Het meest voorkomende element van de Aarde dat essentieel is voor het leven.

Euglena viridis

Een eencellige die in zoetwater leeft. Ze kan zowel autotroof als heterotroof functioneren.

Vergelijking van eenzaadlobbige en tweezaadlobbige planten

De eenzaadlobbige en tweezaadlobbige planten zijn de twee grote groepen angiospermen.

Added to your cart.