10 fascinerende fotosyntese fakta

Fotosyntese er et sett med reaksjoner som endrer karbondioksid og vann til glukose og oksygen. RichVintage / Getty Images

Fotosyntese er navnet gitt til settet av biokjemiske reaksjoner som endrer karbondioksid og vann til sukker glukose og oksygen. Les videre for å lære mer om dette fascinerende og essensielle konseptet.

01 av 11

Glukose er ikke bare mat.

Glukosemolekylet kan brukes til kjemisk energi eller som byggestein for å lage større molekyler. Science Photo Library - MIRIAM MASLO. / Getty Images

Mens sukkeret glukose brukes til energi, har det også andre formål. For eksempel bruker planter glukose som byggestein for å bygge stivelse for langsiktig energilagring og cellulose for å bygge strukturer.

02 av 11

Bladene er grønne på grunn av klorofyll.

Magnesium er kjernen i et klorofyllmolekyl. Hiob / Getty Images

Det vanligste molekylet som brukes til fotosyntese er klorofyll . Planter er grønne fordi cellene deres inneholder en overflod av klorofyll. Klorofyll absorberer solenergien som driver reaksjonen mellom karbondioksid og vann. Pigmentet virker grønt fordi det absorberer blå og røde bølgelengder av lys, og reflekterer grønt.

03 av 11

Klorofyll er ikke det eneste fotosyntetiske pigmentet.

Når klorofyllproduksjonen avtar, blir andre bladpigmenter synlige. Jenny Dettrick / Getty Images

Klorofyll er ikke et enkelt pigmentmolekyl, men er snarere en familie av beslektede molekyler som deler en lignende struktur. Det finnes andre pigmentmolekyler som absorberer/reflekterer forskjellige bølgelengder av lys.

Planter ser grønne ut fordi deres mest tallrike pigment er klorofyll, men du kan noen ganger se de andre molekylene. Om høsten produserer bladene mindre klorofyll som forberedelse til vinteren. Når klorofyllproduksjonen avtar, bladene endrer farge . Du kan se de røde, lilla og gullfargene til andre fotosyntetiske pigmenter. Alger viser ofte de andre fargene også.

04 av 11

Planter utfører fotosyntese i organeller kalt kloroplaster.

Kloroplasten er stedet for fotosyntese i planteceller. Science Photo Library - ANDRZEJ WOJCICKI / Getty Images

Eukaryote celler , som de i planter, inneholder spesialiserte membran-omsluttede strukturer kalt organeller. Kloroplaster og mitokondrier er to eksempler på organeller . Begge organellene er involvert i energiproduksjon.

Mitokondrier utfører aerob cellulær respirasjon, som bruker oksygen til å lage adenosintrifosfat (ATP). Å bryte en eller flere fosfatgrupper av molekylet frigjør energi i en form plante- og dyreceller kan bruke.

Kloroplaster inneholder klorofyll, som brukes i fotosyntesen for å lage glukose. En kloroplast inneholder strukturer som kalles grana og stroma. Grana ligner en bunke pannekaker. Til sammen danner grana en struktur kalt en tylakoid . Grana og thylakoid er der lysavhengige kjemiske reaksjoner oppstår (de som involverer klorofyll). Væsken rundt grana kalles stroma. Det er her lysuavhengige reaksjoner oppstår. Lysuavhengige reaksjoner kalles noen ganger 'mørke reaksjoner', men dette betyr bare at lys ikke er nødvendig. Reaksjonene kan oppstå i nærvær av lys.

05 av 11

Det magiske tallet er seks.

Glukose er et enkelt sukker, men det er et stort molekyl sammenlignet med karbondioksid eller vann. Det trengs seks molekyler karbondioksid og seks molekyler vann for å lage ett molekyl glukose og seks molekyler oksygen. De balansert kjemisk ligning for den generelle reaksjonen er:

6CO_to(g) + 6H_toO(l) → C₆H₁₂O₆+ 6O_to(g)

06 av 11

Fotosyntese er det motsatte av cellulær respirasjon.

Både fotosyntese og cellulær respirasjon gir molekyler som brukes til energi. Imidlertid produserer fotosyntesen sukkeret glukose, som er et energilagringsmolekyl. Cellulær respirasjon tar sukkeret og gjør det til en form både planter og dyr kan bruke.

Fotosyntese krever karbondioksid og vann for å lage sukker og oksygen. Cellulær respirasjon bruker oksygen og sukker for å frigjøre energi, karbondioksid og vann.

Planter og andre fotosyntetiske organismer utfører begge sett med reaksjoner. På dagtid tar de fleste planter karbondioksid og frigjør oksygen. I løpet av dagen og om natten bruker planter oksygen for å frigjøre energien fra sukker, og frigjøre karbondioksid. Hos planter er disse reaksjonene ikke like. Grønne planter frigjør mye mer oksygen enn de bruker. Faktisk er de ansvarlige for jordens pustende atmosfære.

07 av 11

Planter er ikke de eneste organismene som utfører fotosyntese.

Orientalsk hornet (Vespa orientalis) bruker fotosyntese for å generere elektrisitet. Hans Lang / Getty Images

Organismer som bruker lys til energien som trengs for å lage sin egen mat kalles produsenter . I motsetning, forbrukere er skapninger som spiser produsenter for å få energi. Mens planter er de mest kjente produsentene, lager alger, cyanobakterier og noen protister også sukker via fotosyntese.

De fleste kjenner til alger og noen encellede organismer er fotosyntetiske, men visste du det noen flercellede dyr er det også? Noen forbrukere utfører fotosyntese som en sekundær energikilde. For eksempel en art av sjøsnegl ( Elysia chlorotica ) stjeler fotosyntetiske organeller kloroplaster fra alger og plasserer dem i sine egne celler. Den flekkete salamanderen ( Ambystoma maculatum ) har et symbiotisk forhold til alger, og bruker det ekstra oksygenet til å forsyne mitokondrier. Den orientalske horneten (Vespa orientalis) bruker pigmentet xanthoperin til å omdanne lys til elektrisitet, som den bruker som en slags solcelle for å drive nattaktivitet.

08 av 11

Det er mer enn én form for fotosyntese.

CAM-planter utfører fortsatt fotosyntese, men absorberer bare karbondioksid om natten. Karl Tapales / Getty Images

Den generelle reaksjonen beskriver input og output av fotosyntese, men planter bruker forskjellige sett med reaksjoner for å oppnå dette resultatet. Alle planter bruker to generelle veier: lysreaksjoner og mørkereaksjoner ( Calvin syklus ).

'Normal' eller C₃fotosyntese oppstår når planter har mye tilgjengelig vann. Dette settet med reaksjoner bruker enzym RuBP karboksylase for å reagere med karbondioksid. Prosessen er svært effektiv fordi både lyse og mørke reaksjoner kan oppstå samtidig i en plantecelle.

I C₄fotosyntese brukes enzymet PEP-karboksylase i stedet for RuBP-karboksylase. Dette enzymet er nyttig når vann kan være lite, men alle fotosyntetiske reaksjoner kan ikke finne sted i de samme cellene.

I Cassulacean-syre metabolisme eller CAM-fotosyntese , karbondioksid tas bare inn i planter om natten, hvor det lagres i vakuoler for å bli behandlet på dagtid. CAM-fotosyntese hjelper planter med å spare vann fordi bladstomata bare er åpne om natten, når det er kjøligere og fuktigere. Ulempen er at planten bare kan produsere glukose fra lagret karbondioksid. Fordi det produseres mindre glukose, har ørkenplanter som bruker CAM-fotosyntese en tendens til å vokse veldig sakte.

09 av 11

Planter er bygget for fotosyntese.

Stomata er som små dører på blader som kontrollerer passasjen av oksygen, karbondioksid og vann. NNehring / Getty Images

Planter er trollmenn når det gjelder fotosyntese. Hele strukturen deres er bygget for å støtte prosessen. Plantens røtter er designet for å absorbere vann, som deretter transporteres av et spesielt vaskulært vev kalt xylem, slik at det kan være tilgjengelig i den fotosyntetiske stilken og bladene. Blader inneholder spesielle porer kalt stomata som kontrollerer gassutveksling og begrenser vanntap. Bladene kan ha et voksaktig belegg for å minimere vanntap. Noen planter har pigger for å fremme vannkondensering.

10 av 11

Fotosyntese gjør planeten levelig.

Fotosyntetiske organismer frigjør oksygen og fikserer karbon, noe som gir jorden en pustende atmosfære. Yasuhide Fumoto / Getty Images

De fleste er klar over at fotosyntesen frigjør oksygenet dyrene trenger for å leve, men de annen viktig komponent av reaksjonen er karbonfiksering. Fotosyntetiske organismer fjerner karbondioksid fra luften. Karbondioksid omdannes til andre organiske forbindelser, som støtter liv. Mens dyr puster ut karbondioksid, fungerer trær og alger som en karbonvask, og holder det meste av grunnstoffet ute av luften.

11 av 11

Fotosyntese nøkkelalternativer

• Fotosyntese refererer til et sett med kjemiske reaksjoner der energi fra solen endrer karbondioksid og vann til glukose og oksygen.
• Sollys blir oftest utnyttet av klorofyll, som er grønt fordi det reflekterer grønt lys. Det er imidlertid andre pigmenter som også fungerer.
• Planter, alger, cyanobakterier og noen protister utfører fotosyntese. Noen få dyr er også fotosyntetiske.
• Fotosyntese kan være den viktigste kjemiske reaksjonen på planeten fordi den frigjør oksygen og fanger karbon.