Fotosyntese er processen med at omdanne sollys til kemisk energi ved at lagre det i glukose- eller sukkerbindingerne. Denne proces forekommer i planter, bakterier og nogle protister eller alger for at producere sukker som mad. Den klorofyl, der findes i blade af fotosyntetiske planter, fanger energi fra sollys og omdanner den til kulhydrater. Fotosyntese bruger kuldioxid (CO2) og vand som råmateriale til at producere sukker og frigive ilt som et biprodukt.
Biologisk struktur
Fotosyntese finder primært sted i blade og stilke. Det typiske blad inkluderer den øvre og nedre epidermis, vaskulære bundter, mesophyll og stomat eller planteporer. Den øvre og nedre epidermis fungerer som en beskyttelse af bladet. Stomaterne er porer i den nedre epidermis, der fungerer som en passage for CO2 og luft til at passere. De vaskulære bundter flytter vand, mineraler og næringsstoffer rundt om planten. Mesofylen indeholder kloroplast i sin thylakoidmembran. Dette er stedet, hvor fotosyntese forekommer.
Forekomst af kemisk reaktion
Den samlede kemiske reaktion under fotosyntese kan skrives som “6H2O + 6CO2> C6H12O6 + 6O2.” Processen sker i to faser. Det første trin er reaktionen af lys, der bruges til at danne højenergimolekyler. Den energi, der høstes i lysreaktionen, lagres i celler i form af et kemikalie kaldet ATP eller adenosintriphosphat. Den anden fase af fotosyntese kaldes Calvin Cycle Reaction.
Calvin Cycle Reaction
I denne del af reaktionen anvendes kemisk energi lagret ved ATP til at producere sukker fra CO2 gennem enzymatiske eller enzymreaktioner. Oprindeligt reagerer CO2 med en fem-carbonforbindelse kaldet ribulosebisphosphat (RuBP), katalyseret af enzymcarboxylase-oxygenase til dannelse af en stabil, tre-carbonforbindelse kaldet phosphoglycerat (PGA). Energi fanget i ATP omdanner PGA til glyceraldehyd-3-phosphat (G3P), der omdannes til andre organiske forbindelser.
Faktorer, der begrænser fotosyntese
Fotosyntese bestemmes stærkt af faktorer som lysintensitet, jordens næringsstoffer, vandtilgængelighed, temperatur og koncentration af kuldioxid i atmosfæren. Fald i vandniveauet reducerer fugt fra jorden og luk stomataen. Dette begrænser diffusionen af kuldioxid og påvirker fotosyntese.