Fotosynteseformelen: Gjør sollys til energi
Kreditt: Hanis/E+/Getty Images
Noen organismer trenger å skape den energien de trenger for å overleve. Disse organismene er i stand til å absorbere energi fra sollys og bruke den til å produsere sukker og andre organiske forbindelser som f.eks lipider og proteiner . Sukkerene brukes deretter til å gi energi til organismen. Denne prosessen, kalt fotosyntese, brukes av fotosyntetiske organismer gjelder også planter , alger og cyanobakterier.
Fotosynteselikning
I fotosyntesen omdannes solenergi til kjemisk energi. Den kjemiske energien lagres i form av glukose (sukker). Karbondioksid, vann og sollys brukes til å produsere glukose, oksygen og vann. Den kjemiske ligningen for denne prosessen er:
6COto+ 12HtoO + lys → C6H12O6+ 6Oto+6HtoO
Seks karbondioksidmolekyler (6COto) og tolv molekyler vann (12HtoO) forbrukes i prosessen, mens glukose (C6H12O6), seks molekyler oksygen (6Oto), og seks molekyler vann (6HtoO) produseres.
Denne ligningen kan forenkles som: 6COto+6HtoO + lys → C6H12O6+ 6Oto .
Fotosyntese i planter
Hos planter skjer fotosyntese hovedsakelig innenfor blader . Siden fotosyntese krever karbondioksid, vann og sollys, må alle disse stoffene oppnås av eller transporteres til bladene. Karbondioksid oppnås gjennom bittesmå porer i planteblader kalt stomata. Oksygen frigjøres også gjennom stomata. Vann hentes av planten gjennom røttene og leveres til bladene gjennom vaskulære plantevevssystemer . Sollys absorberes av klorofyll, et grønt pigment som ligger i Plante-celle strukturer kalt kloroplaster . Kloroplaster er steder for fotosyntese. Kloroplaster inneholder flere strukturer, som hver har spesifikke funksjoner:
Stadier av fotosyntese
Fotosyntese skjer i to stadier. Disse stadiene kalles lysreaksjonene og mørkereaksjonene. Lysreaksjonene finner sted i nærvær av lys. De mørke reaksjonene krever ikke direkte lys, men mørkereaksjoner hos de fleste planter oppstår i løpet av dagen.
Lette reaksjoner forekommer for det meste i thylakoidstablene til grana. Her omdannes sollys til kjemisk energi i form av ATP (free energy containing molecule) og NADPH (høyenergi elektronbærende molekyl). Klorofyll absorberer lysenergi og starter en kjede av trinn som resulterer i produksjon av ATP, NADPH og oksygen (gjennom spaltning av vann). Oksygen frigjøres gjennom stomata. Både ATP og NADPH brukes i mørkereaksjoner for å produsere sukker.
Mørke reaksjoner forekomme i stroma. Karbondioksid omdannes til sukker ved hjelp av ATP og NADPH. Denne prosessen er kjent som karbonfiksering eller Calvin-syklusen. Calvin-syklusen har tre hovedstadier: karbonfiksering, reduksjon og regenerering. Ved karbonfiksering kombineres karbondioksid med et 5-karbon sukker [ribulose1,5-bifosfat (RuBP)] og skaper et 6-karbon sukker. I reduksjonstrinnet brukes ATP og NADPH produsert i lysreaksjonstrinnet til å omdanne 6-karbonsukkeret til to molekyler av et 3-karbon karbohydrat , glyceraldehyd 3-fosfat. Glyseraldehyd 3-fosfat brukes til å lage glukose og fruktose. Disse to molekylene (glukose og fruktose) kombineres for å lage sukrose eller sukker. I regenereringsstadiet kombineres noen molekyler av glyseraldehyd 3-fosfat med ATP og omdannes tilbake til 5-karbonsukkeret RuBP. Når syklusen er fullført, er RuBP tilgjengelig for å kombineres med karbondioksid for å starte syklusen på nytt.
Sammendrag av fotosyntese
Oppsummert er fotosyntese en prosess der lysenergi omdannes til kjemisk energi og brukes til å produsere organiske forbindelser. Hos planter forekommer fotosyntese vanligvis i kloroplastene i plantebladene. Fotosyntesen består av to stadier, lysreaksjonene og mørkereaksjonene. Lysreaksjonene omdanner lys til energi (ATP og NADHP) og mørkereaksjonene bruker energien og karbondioksidet til å produsere sukker. For en gjennomgang av fotosyntesen, ta Fotosyntese-quiz .