Fotosynthese is het proces waarbij planten, en sommige bacteriën, zonne-energie gebruiken om suiker te produceren. Dit proces zet lichtenergie om in chemische energie, die wordt opgeslagen in de suikers. Dit proces is om twee redenen belangrijk. Ten eerste levert fotosynthese de energie die alle andere organismen gebruiken om te overleven. Ten tweede verwijdert fotosynthese koolstofdioxide uit de atmosfeer en vervangt het door levensondersteunende zuurstof. Het proces omvat drie basisreagentia en produceert drie belangrijke producten.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
De reactanten voor fotosynthese zijn lichtenergie, water, kooldioxide en chlorofyl, terwijl de producten glucose (suiker), zuurstof en water zijn.
Fotosynthese Reactanten
Het fotosyntheseproces vereist verschillende eenvoudige reactanten. Water is de eerste vereiste reactant. De plant neemt water op via het wortelstelsel. De volgende vereiste reactant is koolstofdioxide. De plant neemt dit gas op via zijn bladeren. De laatste vereiste reactant is lichtenergie. De plant neemt deze energie op via groene pigmenten, chlorofyl genaamd. Dit chlorofyl bevindt zich in de chloroplasten van de plant.
Producten van fotosynthese
Het fotosyntheseproces levert verschillende producten op. Het eerste product, en de belangrijkste reden voor het proces, is eenvoudige suiker. Deze suiker, glucose genaamd, is het eindresultaat van de omzetting van zonne-energie in chemische energie. Het vertegenwoordigt opgeslagen energie die door de plant kan worden gebruikt of door andere organismen kan worden geconsumeerd. Zuurstof is ook een product van fotosynthese. Deze zuurstof komt via de bladeren van de plant in de atmosfeer terecht. Water is ook een product van fotosynthese. Dit water wordt geproduceerd uit de zuurstofatomen in de koolstofdioxidemoleculen. De zuurstofmoleculen die in de atmosfeer vrijkomen, zijn uitsluitend afkomstig van de oorspronkelijke watermoleculen, niet van de koolstofdioxidemoleculen.
Lichtafhankelijk proces
Fotosynthese is een proces in twee fasen. De eerste fase wordt het lichtafhankelijke proces of lichtreacties genoemd, omdat er zonlicht voor nodig is. Tijdens deze fase wordt lichtenergie omgezet in adenosinetrifosfaat (ATP) en NADPH. De ATP vertegenwoordigt opgeslagen chemische energie. Deze producten van de lichtreactie worden vervolgens door de plant gebruikt tijdens de tweede fase van het fotosyntheseproces.
Lichtonafhankelijk proces
De tweede fase van het fotosyntheseproces is het lichtonafhankelijke proces of donkerreacties. Tijdens deze fase worden de ATP en NADPH gebruikt om chemische bindingen te verbreken en nieuwe te vormen. De bindingen van de kooldioxidemoleculen zijn verbroken; hierdoor kunnen de koolstofatomen worden gebonden aan enkele van de watermoleculen om glucose te vormen. De zuurstofatomen uit het kooldioxide zijn gebonden aan vrije waterstofatomen; deze binding produceert water. De vrije zuurstofatomen van de oorspronkelijke watermoleculen komen vrij in de atmosfeer.
Het algehele proces
Als geheel bekeken, maakt het fotosyntheseproces gebruik van 12 watermoleculen, zes koolstofdioxide moleculen en lichtenergie om één glucosemolecuul, zes watermoleculen en zes zuurstof te produceren moleculen. Dit kan worden weergegeven door de volgende chemische vergelijking:
12H_2O+6CO_2+\text{lichtenergie}=C_6H_{12}O_6+6H_2O+6O_2
Het is belangrijk om te onthouden dat de resulterende zuurstof wordt geproduceerd uit de oorspronkelijke watermoleculen, niet uit koolstofdioxide. Dit onderscheid wordt belangrijk bij het overwegen van anoxygene fotosynthese.