Planter og alger fungerer som verdens fødevarebank takket være deres fantastiske fotosyntetiske kræfter. Under fotosyntese opsamles sollys af levende organismer og bruges til at producere glukose og andre energirige kulstofbaserede forbindelser.
Forskere finder de tre faser af processen spændende, og Center for Bioenergi og Fotosyntese ved Arizona State University argumenterer endda for fotosyntese betydning i forhold til andre biologiske processer.
TL; DR (for lang; Læste ikke)
Processen med energiudveksling i fotosyntese udtrykkes som 6H2O + 6CO2 + lysenergi → C6H12O6 (glukose: et simpelt sukker) + 6O2 (ilt).
Hvad er fotosyntese?
Fotosyntese er en kompleks proces, der kan opdeles i to eller flere trin, sådanne lysafhængige og lysuafhængige reaktioner. Den tretrins model af fotosyntese starter med absorption af sollys og ender i produktionen af glukose.
Planter, alger og visse bakterier klassificeres som autotrofer, hvilket betyder, at de er i stand til at imødekomme deres ernæringsmæssige behov gennem fotosyntese. Autotrophs er i bunden af
Mad er ikke det eneste bidrag fra fotosyntese. Lagret energi i fossile brændstoffer og træ bruges til opvarmning af hjem, virksomheder og industrier. Forskere studerer stadierne af fotosyntese for at lære mere om, hvordan autotrofer bruger solenergi og kuldioxid til at producere organiske forbindelser. Forskningsresultater kunne føre til nye metoder til afgrødeproduktion og øget udbytte.
Fotosyntese-processen: Trin 1: Høst af strålingsenergi
Når en solstråle rammer en grøn, bladplante, sættes processen med fotosyntese i gang.
Det første trin i fotosyntese forekommer i kloroplaster af planteceller. Lyse fotoner absorberes af et pigment kaldet klorofyl, som er rigeligt i thylakoidmembranen i hver kloroplast. Klorofyl ser grønt ud for øjet, fordi det ikke absorberer grønne bølger i lysspektret. Det afspejler dem i stedet, så det er den farve, du ser.
Planter optager kuldioxid gennem deres stomata (mikroskopiske åbninger i væv) til brug i fotosyntese. Planter transpirerer og genopfylder ilt i luften og havet.
Trin 2: Konvertering af strålingsenergi
Efter at strålingsenergi fra sollys er absorberet, omdanner planten lysenergi til en anvendelig form for kemisk energi til brændstof for plantens celler.
I lysafhængige reaktioner forekommer i anden fase af fotosynteseprocessen, bliver elektroner ophidsede og splittes fra vandmolekyler og efterlader ilt som et biprodukt. Vandmolekylets brintelektroner flytter sig derefter til et reaktionscenter i klorofylmolekylet.
I reaktionscentret passerer elektronen langs en transportkæde, hjulpet af enzymet ATP-syntase. Energi går tabt, når den ophidsede elektron falder til lavere energiniveauer. Energi fra elektroner overføres til adenosintrifosfat (ATP) og reduceret nikotinamidadenindinucleotidphosphat (NADPH), almindeligvis betegnet som "energivaluta" af celler.
Trin 3: Lagring af strålingsenergi
Den sidste fase af fotosynteseprocessen er kendt som Calvin-Benson-cyklussen, hvor planten bruger atmosfærisk kuldioxid og vand fra jord til at omdanne ATP og NADPH. De kemiske reaktioner, der udgør Calvin-Benson-cyklussen, forekommer i kloroplaststromaen.
Dette trin i fotosynteseprocessen er lysuafhængig og kan ske selv om natten.
ATP og NADPH har en kort holdbarhed og skal konverteres og opbevares af planten. Energi fra ATP- og NADPH-molekyler gør det muligt for cellen at bruge eller "fikse" atmosfærisk kuldioxid, hvilket resulterer i produktion af sukker, fedtsyre og glycerol i tredje fase af fotosyntese. Energi, som anlægget ikke har brug for med det samme, lagres til senere brug.