Faser af fotosyntese og dens placering

Fotosyntese er den proces, hvormed planter fremstiller mad ved hjælp af kuldioxid, vand og sollys. Kuldioxid kommer ind i planten gennem små porer i bladene, kaldet stomata. Vand bevæger sig til bladene via årer i planten efter at være absorberet af rødderne.

I fotosynteseprocessen bruges energi fra sollys til at skabe glukose fra CO₂ og H₂O. Denne glukose giver næring til planten. Da mange højere livsformer afhænger både af planter at spise og ilt at trække vejret, er denne proces afgørende for overlevelse af økosystemer.

Bemærk: Fotosyntese forekommer også i alger og nogle typer bakterier. Fokus for dette indlæg er på fotosyntese i planter.

Fotosyntese forekommer i kloroplaster, der findes i bladene og de grønne stilke af planter. Et blad har titusinder af celler, som hver har 40 til 50 kloroplaster.

Hver kloroplast er opdelt i mange skiveformede rum kaldet thylakoids, som er arrangeret lodret som en stak pandekager. Hver stak kaldes en granum (flertal er grana), som er suspenderet i en væske kaldet stroma. Det

Selvom hele processen kan tage mindre end et minut, er fotosyntese faktisk ret kompleks.

Der er to trin i fotosyntese: lysreaktioner (fotodelen) og mørke reaktioner som også er kendt som Calvin Cycle (syntesedelen), og hver af fasesyntesens faser har flere trin.

Det første trin i fotosyntese bruger lysenergi at skabe de energibærermolekyler, der vil blive brugt i den anden proces. Kendt som lysreaktioner bruger disse reaktioner solens energi direkte. Hundredvis af pigmentmolekyler er indeholdt i fotocentre i thylakoid membran og fungere som antenner til at absorbere lys og overføre energi til et klorofylmolekyle.

Disse fotosyntetiske pigmenter tillader planter at absorbere sollys, hvilket er nødvendigt for at starte processen. Lyset exciterer elektroner og forårsager en højere energitilstand. Dette resulterer i konvertering af energi fra solen til kemisk energi, som tilvejebringer mad til planten.

Klorofylmolekyler i planter udgør et reaktionscenter, der overfører højenergielektroner til acceptormolekyler, som derefter overføres gennem en række membranbærere. Disse elektroner med høj energi passerer mellem molekyler og resulterer i opdeling af vandmolekyler i ilt, brintioner og elektroner.

I dette første trin forårsager en række reaktioner, at solenergi omdannes til kemisk energi og i to separate fotosystemer, elektroner overføres sekventielt til dannelse af adenosintrifosfat (ATP) og nikotinadenindinukleotid fosfat (NADP⁺).

Nogle af elektronerne med høj energi fortsætter derefter med at reducere NADP⁺ til NADPH. Det producerede ilt diffunderes ud af chloroplasten og slipper ud i atmosfæren gennem porerne i bladet. ATP og NADPH produceret i dette første trin bruges i det næste trin, hvor glucose oprettes.

Den anden fotosyntese-proces resulterer i biosyntese af kulhydrater fra CO₂. I denne lysuafhængige (tidligere kendt som mørke) fase tilvejebringer NADPH oprettet i det første trin det brint, der vil danne glukose mens ATP dannet i de lysafhængige reaktioner giver den nødvendige energi til at syntetisere det.

Også kendt som Calvin Cycle, finder denne fase sted i stroma og resulterer i produktion af saccharose, som derefter vil blive brugt som en kilde til mad og energi til planten. Opkaldt efter Melvin Calvin bruger denne fase ATP og NADPH, der blev oprettet i den første fase sammen med enzymet ribulose bisphosphat carboxylase, der findes i chloroplasten.

Her tjener ribulosen som en katalysator til at "fikse" kulmolekyler, som derefter omdannes til kulhydrater, der tjener som en energikilde for planten.