Fotosyntese

Fotosyntese

Planter kan gjøre om uorganiske substanser (karbondioksid og vann) til organisk sukker.

Biologi

Nøkkelord

fotosyntese, lette fasen, mørk fase, kloroplast, katabolsk prosess, autotróf, blad, lett, solskinn, oksygen, organisk materiale, karbondioksid, glukose, solenergi, vann, druesukker, oksygen-produksjon, Karbonfiksering, indre membran, Granum, thylakoid, matrise, Photosystem II, Photosystem jeg, fotosyntesepigmenter, ATP, ATPase, elektrontransportkjeden, glyserinsyre-3-fosfat, glyseraldehyd 3-fosfat, pentose hydrogenfosfat, Energi transformasjon, syklus, foton, atmosfæriske gasser, karbohydrat, Sol, metabolisme, plante, biokjemi, biologi, _javasolt

Relaterte elementer

Scener

Prinsippet med fotosyntese

Bladets oppbygning

Fotosyntese

Celle

Lysfase

Mørkefase

Kunstig blad

Animasjon

Forteller

Under fotosyntese produserer planter organisk materiale, glukose, fra uorganisk materiale, karbondioksid, ved hjelp av lysenergi. Oksygen dannes også i denne prosessen.

Fotosyntese finner sted i de grønne delene av plantene, det vil si, i bladene og ofte i den myke stammen. Plantenes grønne farge kommer av den store mengden kloroplast i grunnvevets celler. Det er i kloroplastene fotosyntesen foregår.

Kloroplaster har en dobbel membran. Den indre membranen danner skivelignende thylakoider, som danner en stablet membranstruktur kalt grana. Thylakoidmembranen inneholder de viktigste enzymene som trengs ved fotosyntesens lysfase.

De viktigste av disse er de to fotosystemene og elektrontransportkjeden mellom dem. Fotosystemene inneholder proteinbundede, lys-absorberende pigmenter, hvorav det viktigste er klorofyll.
De sentrale klorofyllmolekylene i Fotosystem II er klorofyll a. Når dette eksiteres av fotoner frigjøres elektroner, som havner i elektrontransportsystemet.
Det oksiderte, elektronfattige klorofyllet erstatter sine elektroner fra vannmolekyler, det vil si, det splitter vann. Oksygenatomene i vannmolekylene kombineres med oksygenmolekyler, mens protoner akkumuleres på innsiden av membranen.
Den første delen i elektrontransportkjeden er plastokinon, som overfører elektronene til cytokromkomplekset. Cytokrom er et jernholdig protein som overfører elektroner til plastocyanin mens det pumper flere protoner inn til thylakoidens lumen.
Elektronene overføres til Fotosystem I fra elektrontransportkjeden. Det sentrale klorofyllmolekylet i Fotosystem I er i en elektronfattig tilstand, siden det tidligere frigjorde elektroner da det ble eksitert av fotoner. Elektronene overføres så til NADP reduktase av ferredoksinmolekyler.
I lysfasen akkumuleres protoner på innsiden, hvor protonkonsentrasjonen i thylakoidens lumen øker og positiv ladning oppstår. Dette skaper en drivkraft for protoner, som strømmer ut gjennom ATPasen. Samtidig frigjøres energi ettersom systemet går fra en høyere energitilstand til en lavere energitilstand, grunnet utjevning av ladning og konsentrasjon. Energien som frigjøres brukes på produksjon av ATP. Protonene og elektronene som frigjøres tas opp i NADP, som danner NADPH.
For å oppsummere, fotonenes energi forårsaker en ulik fordeling av protoner. Dette skaper en drivkraft, som benyttes for å produsere ATP.

Reaksjonene i mørkefasen er ikke avhengig av lys. I denne fasen blir karbondioksid omdannet til en organisk forbindelse, ved hjelp av energien fra ATP og hydrogen-ioner fra NADPH som produseres i lysfasen.
La oss starte med 3 sukkermolekyler med fem karboner. De har totalt 15 karbonatomer. Et enzymprotein binder 1 karbondioksidmolekyl til hvert sukkermolekyl, som splittes og danner 6 molekyler med tre karboner hver, totalt 18 karbonatomer. Deretter, ved å bruke 1 NADPH og 1 ATP for hvert molekyl, dannes seks 3-fosfoglyseraldehydmolekyler. Et av disse forlater syklusen, mens de andre konverteres tilbake til 3 sukkermolekyler med fem karboner ved hjelp av 3 ATP, og syklusen starter på nytt. Det vil si, ved å bruke ATP og NADPH produsert i lysfasen, produseres 1 molekyl med tre karboner i denne syklusen. To sykluser produserer 2 molekyler med tre karboner, som bindes sammen og danner et glukosemolekyl med seks karboner. Planten bruker glukose i sine videre metabolske prosesser og produksjon av stivelse, eller i sine nedbrytningsprosesser for produksjon av ATP.

Det har blitt utført eksperimenter for å skape kunstige systemer som etterligner fotosyntesen. I et kunstig blad finner lysreaksjonene og mørkereaksjonene sted i to separate beholdere. Lysreaksjonene finner sted i en nitrid halvleder, som splitter vann når den blir eksponert for lys. Oksygen frigjøres i form av bobler, mens protoner og elektroner overføres til den andre beholderen gjennom en ledning. I denne beholderen finner mørkereaksjonene sted. Her brukes en metallkatalysator for å produsere maursyre fra karbondioksid og vann. Dette systemet gjør det mulig å benytte energien fra sollys. Det kan også være til hjelp for å redusere atmosfærens innhold av karbondioksid, som igjen kan redusere drivhuseffekten og dermed global oppvarming.

Relaterte elementer

Drivhuseffekten

Menneskelige aktiviteter forsterker drivhuseffekten og fører til global oppvarming.

Dyre- og planteceller, celleorganeller

Eukaryote celler inneholder flere organeller.

Klorofyll

Klorofyll er et fotosensitivt grønt pigment som finnes i planter; det absorberer lysenergi, og spiller derfor en nøkkelrolle i fotosyntesen.

Oksygenets kretsløp

Oksygenets kretsløp beskriver oksygenets bevegelse i sine tre viktigste reservoarer.

Enzymer

Enzymer er proteinmolekyler som katalyserer biokjemiske reaksjoner. Deres aktivitet kan reguleres.

Luftforurensning

Denne animasjonen demonstrerer hovedkildene til luftforurensning: jordbruk, industri og urban luftforurensning.

Transportprosesser

Denne animasjonen forklarer de aktive og passive transportprosessene som foregår gjennom cellemembraner.

ADP, ATP

ATP er hovedenergikilden til celler.

Amoeba proteus

Utbredte og heterotrofe encellede organismer med en kroppsform som stadig forandrer seg.

Bladets oppbygning

Denne animasjonen viser de vanligste bladtypene og forskjellen mellom enfrøbladede og tofrøbladede planter.

Blomst

Animasjonene viser strukturen av en typisk blomst.

Deforestation

Deforestation has a negative impact on the environment.

Frø og spiring

Tofrøbladede planter har to kimblad, mens enfrøbladede bare har ett.

Karbonkretsløpet

Under fotosyntese bindes karbon i organiske stoffer, mens når man puster, slippes det ut i atmosfæren.

Nisje

I økologi er nisje et begrep som beskriver hvordan en art lever.

Oksygen (O₂) (viderekommen)

En fargeløs, luktfri gass, en viktig bestanddel av atmosfæren, uunnværlig for å opprettholde liv på jorda.

Solen

Solens diameter er omtrent 109 ganger så stor som Jordens. Det meste av dens masse består av hydrogen.

Surface tension

Surface tension is the property of a liquid that allows it to obtain the smallest surface area possible.

Vegetative planteorganer

Disse organene er vesentlige for overlevelse og utviklingen av planter.

Euglena viridis

Encellet eukaryotealge som lever i ferskvann, i stand til å ta til seg næring autotrofisk og heterotrofisk.

Sammenlikning av enfrøbladede og tofrøbladede planter

De to gruppene av blomsterplanter er enfrøbladede og tofrøbladede planter.

Added to your cart.