Back to the topics list

fotosyntes

Allt levande behöver energi för att leva. De tar denna energi från maten. Men har du någonsin sett växter äta mat? Hur får de sin energi då? Växter får sin energi genom en process som kallas fotosyntes som gör att de kan göra sin mat. Läs vidare för att lära dig mer om detta intressanta ämne.

Lärandemål

I den här lektionen kommer vi att lära oss om följande

1. Definition av fotosyntes
2. Kemiska reaktioner som uppstår under fotosyntesen
3. Steg i processen för fotosyntes som gör det möjligt för fototrofer att göra sin mat
4. Två huvudstadier av fotosyntesen - ljusreaktion och mörkreaktion
5. Fyra olika typer av pigment involverade i fotosyntesen

Fotosyntes är en process genom vilken fototrofer omvandlar ljusenergi till kemisk energi, som används för att underblåsa cellulära aktiviteter. Det tar in kloroplasterna genom pigment som klorofyll a, klorofyll b, karoten och xantofyll.

Alla gröna växter och några andra autotrofa organismer är beroende av fotosyntes för att använda koldioxid, vatten och solljus för att syntetisera näringsämnen. Syre är en biprodukt av fotosyntesen.

Precis som gröna växter utför även vissa andra organismer fotosyntes. Dessa inkluderar prokaryoter som lila bakterier, cyanobakterier och gröna svavelbakterier.

Fotosyntesreaktion kan visas som:

Koldioxid + Vatten ========= Glukos + Syre

(Solljus)

Betydelsen av fotosyntes

Fotosyntes är avgörande för existensen av allt liv på jorden. Det spelar en viktig roll i näringskedjan. Det tillåter växter att skapa sin mat, vilket gör dem till primärproducenter.

Fotosyntes släpper också ut syre i atmosfären. Syre behövs av de flesta organismer för att överleva.

Plats för fotosyntes

Fotosyntesen sker i kloroplaster i växter och blågröna alger. Alla gröna delar av en växt, inklusive gröna stjälkar, gröna blad och foderblad innehåller kloroplaster.

Kloroplaster finns endast i växtceller och är belägna i bladens mesofyllceller.

Fotosyntesekvation

I fotosyntesen reagerar koldioxid och vatten och bildar två produkter, nämligen syre och glukos. Detta är en endoterm reaktion.

6CO ₂ + 6H ₂ O = C ₆ H ₁₂ O ₆ + 6O ₂

Till skillnad från växter producerar inte alla bakterier syre som en biprodukt av fotosyntesen. Bakterier som inte producerar syre som biprodukt av fotosyntesen kallas syrefria fotosyntetiska bakterier. Bakterier som producerar syre som en biprodukt av fotosyntesen kallas syrehaltiga fotosyntetiska bakterier.

Fotosyntetiska pigment

Det finns fyra olika typer av pigment i bladen:

1. Klorofyll a
2. Klorofyll b
3. Xantofyller
4. Karotenoider

Steg i processen

På cellnivå sker fotosyntesprocessen i cellorganeller som kallas kloroplaster. Dessa organeller innehåller ett grönfärgat pigment som kallas klorofyll, vilket är ansvarigt för den karakteristiska gröna färgen på bladen.

Strukturellt består ett blad av bladskaft, epidermis och en lamina. Lamellen används för att absorbera solljus och koldioxid under fotosyntesen.

• Under fotosyntesprocessen kommer koldioxid in genom stomata, vatten absorberas av rothåren från jorden och transporteras till bladen genom xylemkärlen. Klorofyll absorberar ljusenergin från solen för att dela vattenmolekyler till väte och syre.
• Vätgas från vattenmolekyler och koldioxid som absorberas från luften används vid produktionen av glukos. Dessutom släpps syre ut i atmosfären genom löven som en avfallsprodukt.
• Glukos är en matkälla för växter som ger energi för tillväxt och utveckling medan resten lagras i rötter, blad och frukter för senare användning.
• Pigment är andra grundläggande cellulära komponenter i fotosyntesen. De är molekylerna som ger färg och de absorberar ljus vid någon specifik våglängd och reflekterar tillbaka det oabsorberade ljuset. Alla gröna växter innehåller huvudsakligen klorofyll a, klorofyll b och karotenoider som finns i kloroplasternas tylakoider. Det används främst för att fånga ljusenergi. Klorofyll-a är huvudpigmentet.

Två stadier av fotosyntes

Processen för fotosyntes sker i två steg:

• Ljusberoende reaktion eller ljusreaktion
• Ljusoberoende reaktion eller mörkreaktion

Ljusreaktion av fotosyntes eller ljusberoende reaktion

• Fotosyntesen börjar med ljusreaktionen. Det utförs endast under dagen i närvaro av solljus. Hos växter sker ljusreaktionen i kloroplasternas tylakoidmembran.
• Inuti tylakoidmembranen finns det säckliknande strukturer som kallas Grana som samlar ljus.
• Ljusenergin omvandlas till ATP och NADPH som används i fotosyntesens andra fas. Vatten används och syre produceras.

Den kemiska ekvationen i fotosyntesens ljusreaktion kan reduceras till:

_2H2O + 2NADP + 3ADP + 3Pi = _O2 + 2NADPH + 3ATP

Mörkreaktion av fotosyntes eller ljusoberoende reaktion

• Detta kallas också en kolfixerande reaktion.
• Det är en ljusoberoende process där sockermolekyler bildas av vatten- och koldioxidmolekylerna.
• Den mörka reaktionen sker i kloroplastens stroma där de använder NADPH- och ATP-produkterna från ljusreaktionen.
• Växter fångar upp koldioxiden från atmosfären genom stomata och fortsätter till Calvin-cykeln.
• I Calvin-cykeln driver ATP och NADPH som bildas under ljusreaktion reaktionen och omvandlar sex molekyler koldioxid till en sockermolekyl eller glukos.

Den kemiska ekvationen för mörkreaktionen är

_3CO2 + 6NADPH + _5H2O + 9ATP = G3P + 2H + 6NADP + 9ADP +8Pi

(Där G3P är glyceraldehyd-3-fosfat)