Fotosyntes

Fotosyntes

Växter kan omvandla oorganiska ämnen (koldioxid och vatten) till organiska ämnen (sockerarter).

Biologi

Nyckelord

fotosyntes, Ljusreaktionen, Mörkerreaktionen, kloroplast, katabol process, autotróf, blad, ljus, solljus, syre, organiskt material, koldioxid, glukos, solenergi, vatten, syreproduktion, kolbindning, inre membran, granum, tylakoid, matrix, Fotosystem II, Fotosystem I, fotopigment, ATP, ATPas, elektrontransportkedja, glycerolsyra-3-fosfat, glyceraldehyd 3-fosfat, ribulos-1,5-difosfat, energiomvandling, cykel, foton, atmosfäriska gaser, kolhydrat, Sol, ämnesomsättning, växt, biokemi, biologi, _javasolt

Relaterade objekt

Scener

Principen om fotosyntes

Bladets uppbyggnad

Fotosyntes

Cell

Ljusreaktion

Mörkerreaktion

Konstgjort blad

Animation

Fotosyntes är den process där växter, med hjälp av ljusenergi, tillverkar organiska ämnen (kolhydrater) ur oorganisk koldioxid samtidigt som syre bildas.

Fotosyntesen sker i cellerna hos de gröna växtdelarna, framförallt i bladen men även i stammen. Den gröna färgen orsakas av grundvävnaden vars celler innehåller kloroplaster med det gröna färgämnet klorofyll.

Kloroplasterna är omgivna av dubbla membran. Det inre membranet består av skivformade tylakoider som ligger staplade på varandra i kolumner, så kallade granum. Tylakoidmembranet innehåller de enzymer som är viktigast vid fotosyntesens ljusreaktion, nämligen fotosystem I och II samt elektrontransportkedjan mellan dem.

I fotosystemen finns proteinbundna, ljusabsorberande pigment varav det gröna klorofyllet är det viktigaste. Det centrala pigmentet i fotosystem II är klorofyll typ a. När detta klorofyll absorberar en foton hamnar det i ett exciterat tillstånd, varvid elektroner frigörs och hamnar i elektrontransportkedjan. Det oxiderade, elektronfattiga klorofyllet ersätter sina saknade elektroner från vattenmolekyler. Det vill säga, det spjälkar vatten. Syre från vattenmolekyler förenas med syremolekyler medan protoner ackumuleras på insidan av membranet.
Elektrontransportkedjans första del består av plastokinon som transporterar de elektroner som frigjordes i fotosystem II vidare till cytokrom-komplexet. Cytokromer är hemproteiner som överför elektroner till plastocyanin samtidigt som de pumpar in protoner i tylakoidens lumen.

Från elektrontransportkedjan förs elektronerna över i fotosystem I. I fotosystemets centrala klorofyllmolekyl saknas det nu elektroner eftersom de frigjordes när fotonet absorberades. Dessa elektroner tas upp av ferredoxinet och transporteras vidare till FNR molekylen.
Under ljusreaktion ackumuleras protoner på insidan varvid protonkoncentrationen ökar och ett överskott av positiv laddning uppstår. Detta skapar en drivkraft för protoner som strömmar ut genom ATPasen. Samtidigt frisläpps energi när systemet går från det högre energitillståndet till ett lägre energitillstånd på grund av laddnings- och koncentrationsutjämningen. Denna energi används till att bilda ATP. Frisläppta protoner och elektroner tas upp av NADP som omvandlas till NADPH. Sammanfattningsvis, fotonernas energi skapar en ojämn fördelning av protoner. Drivkraften som uppstår används då till att producera ATP.

Mörkerreaktionerna kräver inget ljus. Genom att använda energi från ATP och väte från NADPH som producerades under ljusreaktionen, inkorporeras koldioxiden i organiska föreningar under mörkerreaktioner.

Låt oss börja med tre sockermolekyler som innehåller fem kolatomer var. Det sammanlagda antalet kolatomer är femton. Ett enzymprotein binder en koldioxidmolekyl vardera till de tre sockermolekylerna och dessa klyvs. Resultatet blir sex sockermolekyler med tre kolatomer var. Det sammanlagda antalet är nu arton. Genom att använda en NADPH och en ATP i varje sockermolekyl bildas sex glyceraldehyd-3-fosfat. Ett av dessa lämnar cykeln. Resten återställs till tre sockermolekyler innehållande fem kolatomer med hjälp av tre ATP och cykeln börjar om.

Sammantaget producerades en sockermolekyl med 3 kolatomer under cykeln. För detta krävdes ATP och NADPH som bildades under ljusreaktionen. Två cykler producerar två sockermolekyler med 3 kolatomer som omvandlas till glukos med 6 kolatomer när de binds samman. Växten använder den i sin metaboliska process som stärkelsesyntes eller i sin produktionsprocess för att bilda ATP.

Man har experimenterat med att framställa artificiella fotosyntetiska system. I ett konstgjort blad sker ljusreaktioner och mörkerreaktioner i två separata behållare. Ljusreaktioner sker i en nitrid halvledare, där vatten bryts ned när det exponeras för ljus. Syre frigörs i form av bubblor. Protonerna och, via en ledning, även elektronerna förflyttas till den andra behållaren där mörkerreaktionen sker. Här produceras myrsyra ur vatten och koldioxid med hjälp av metallkatalysatorn. Systemet gör det möjligt att utnyttja solens energi. Dessutom skapar det en möjlighet att reducera koldioxidhalten i atmosfären, vilket kan bidra till att minska växthuseffekten.

Berättarröst

Fotosyntes är den process där växter, med hjälp av ljusenergi, tillverkar organiska ämnen (kolhydrater) ur oorganisk koldioxid samtidigt som syre bildas.

Fotosyntesen sker i cellerna hos de gröna växtdelarna, framförallt i bladen men även i stammen. Den gröna färgen orsakas av grundvävnaden vars celler innehåller kloroplaster med det gröna färgämnet klorofyll.

Kloroplasterna är omgivna av dubbla membran. Det inre membranet består av skivformade tylakoider som ligger staplade på varandra i kolumner, så kallade granum. Tylakoidmembranet innehåller de enzymer som är viktigast vid fotosyntesens ljusreaktion, nämligen fotosystem I och II samt elektrontransportkedjan mellan dem.

I fotosystemen finns proteinbundna, ljusabsorberande pigment varav det gröna klorofyllet är det viktigaste. Det centrala pigmentet i fotosystem II är klorofyll typ a. När detta klorofyll absorberar en foton hamnar det i ett exciterat tillstånd, varvid elektroner frigörs och hamnar i elektrontransportkedjan. Det oxiderade, elektronfattiga klorofyllet ersätter sina saknade elektroner från vattenmolekyler. Det vill säga, det spjälkar vatten. Syre från vattenmolekyler förenas med syremolekyler medan protoner ackumuleras på insidan av membranet.
Elektrontransportkedjans första del består av plastokinon som transporterar de elektroner som frigjordes i fotosystem II vidare till cytokrom-komplexet. Cytokromer är hemproteiner som överför elektroner till plastocyanin samtidigt som de pumpar in protoner i tylakoidens lumen.

Från elektrontransportkedjan förs elektronerna över i fotosystem I. I fotosystemets centrala klorofyllmolekyl saknas det nu elektroner eftersom de frigjordes när fotonet absorberades. Dessa elektroner tas upp av ferredoxinet och transporteras vidare till FNR molekylen.
Under ljusreaktion ackumuleras protoner på insidan varvid protonkoncentrationen ökar och ett överskott av positiv laddning uppstår. Detta skapar en drivkraft för protoner som strömmar ut genom ATPasen. Samtidigt frisläpps energi när systemet går från det högre energitillståndet till ett lägre energitillstånd på grund av laddnings- och koncentrationsutjämningen. Denna energi används till att bilda ATP. Frisläppta protoner och elektroner tas upp av NADP som omvandlas till NADPH. Sammanfattningsvis, fotonernas energi skapar en ojämn fördelning av protoner. Drivkraften som uppstår används då till att producera ATP.

Mörkerreaktionerna kräver inget ljus. Genom att använda energi från ATP och väte från NADPH som producerades under ljusreaktionen, inkorporeras koldioxiden i organiska föreningar under mörkerreaktioner.

Låt oss börja med tre sockermolekyler som innehåller fem kolatomer var. Det sammanlagda antalet kolatomer är femton. Ett enzymprotein binder en koldioxidmolekyl vardera till de tre sockermolekylerna och dessa klyvs. Resultatet blir sex sockermolekyler med tre kolatomer var. Det sammanlagda antalet är nu arton. Genom att använda en NADPH och en ATP i varje sockermolekyl bildas sex glyceraldehyd-3-fosfat. Ett av dessa lämnar cykeln. Resten återställs till tre sockermolekyler innehållande fem kolatomer med hjälp av tre ATP och cykeln börjar om.

Sammantaget producerades en sockermolekyl med 3 kolatomer under cykeln. För detta krävdes ATP och NADPH som bildades under ljusreaktionen. Två cykler producerar två sockermolekyler med 3 kolatomer som omvandlas till glukos med 6 kolatomer när de binds samman. Växten använder den i sin metaboliska process som stärkelsesyntes eller i sin produktionsprocess för att bilda ATP.

Man har experimenterat med att framställa artificiella fotosyntetiska system. I ett konstgjort blad sker ljusreaktioner och mörkerreaktioner i två separata behållare. Ljusreaktioner sker i en nitrid halvledare, där vatten bryts ned när det exponeras för ljus. Syre frigörs i form av bubblor. Protonerna och, via en ledning, även elektronerna förflyttas till den andra behållaren där mörkerreaktionen sker. Här produceras myrsyra ur vatten och koldioxid med hjälp av metallkatalysatorn. Systemet gör det möjligt att utnyttja solens energi. Dessutom skapar det en möjlighet att reducera koldioxidhalten i atmosfären, vilket kan bidra till att minska växthuseffekten.

Relaterade objekt

Tall

Tallen är ett av de mest utbredda träden inom tallsläktet och den är hemmahörande i Eurasien.

Rabarber

Denna växt är en art i familjen slideväxter och härstammar från Asien. Dess namn betyder "den...

Snödroppe

En av vårens första budbärare. Den är fridlyst i många länder.

Bladets uppbyggnad

Denna animation visar de vanligaste typerna av växtblad och skillnaderna mellan bladen...

Ramslök

I denna video kan du lära dig mer om ramslök, en sällsynt växtart med liknande medicinska...

Gudaträd

Denna växt som härstammar från Kina har blivit en invasiv art.

Murgröna

En populär klätterväxt som odlas för att täcka verandor och väggar på byggnader.

Druvor

En video om frukten som används för framställning av vin.

Added to your cart.