Fotosyntese representerer den biologiske prosessen der planter omdanner lysenergi til sukker til drivstoffplanter. Bestående av to trinn, konverterer ett trinn lysenergien til sukker, og deretter konverterer cellulær respirasjon sukkeret til adenosintrifosfat, kjent som ATP, drivstoffet for hele cellelivet. Omdannelsen av ubrukelig sollys gjør planter grønne.
Mens fotosyntesemekanismene er komplekse, skjer den totale reaksjonen som følger: karbondioksid + sollys + vann> glukose (sukker) + molekylært oksygen. Fotosyntese foregår gjennom flere trinn som skjer i to trinn: lysfasen og den mørke fasen.
Trinn 1: Lysreaksjoner
I den lysavhengige prosessen, som finner sted i grana, er den stablede membranstrukturen i kloroplaster, direkte energi av lys hjelper planten til å lage molekyler som bærer energi til bruk i den mørke fasen av fotosyntese. Anlegget bruker lysenergi til å generere ko-enzymet Nikotinamid-adenindinukleotidfosfat, eller NADPH og ATP, molekylene som bærer energi. De kjemiske bindingene i disse forbindelsene lagrer energien og brukes i mørk fase.
Trinn to: mørke reaksjoner
Den mørke fasen, som finner sted i stroma og i mørket når molekylene som bærer energi er til stede, er også kjent som Calvin-syklusen eller C3 syklus. Den mørke fasen bruker ATP og NADPH generert i lysfasen for å lage C-C kovalente bindinger av karbohydrater fra karbondioksid og vann, med kjemikaliet ribulose bifosfat eller RuBP, et 5-C kjemikalie som fanger karbon dioksid. Seks molekyler karbondioksid kommer inn i syklusen, som igjen produserer ett molekyl glukose eller sukker.
Hvordan fungerer fotosyntese
En nøkkelkomponent som driver fotosyntese er molekylet klorofyll. Klorofyll er et stort molekyl med en spesiell struktur som gjør det mulig å fange lysenergi og konvertere den til elektroner med høy energi, som brukes under reaksjonene i de to fasene for til slutt å produsere sukker eller glukose.
I fotosyntetiske bakterier foregår reaksjonen i cellemembranen og inne i cellen, men utenfor kjernen. I planter og fotosyntetiske protozoer - protozoer er encellede organismer som tilhører eukaryoten domene, det samme livets domene som inkluderer planter, dyr og sopp - fotosyntese foregår innenfor kloroplaster. Kloroplaster er en type organelle eller membranbundne rom, tilpasset spesifikke funksjoner som å skape energi til planter.
Kloroplaster - En evolusjonær fortelling
Mens kloroplaster eksisterer i dag i andre celler, for eksempel planteceller, har de sitt eget DNA og gener. Analyse av sekvensen til disse genene har avslørt at kloroplaster utviklet seg fra uavhengige levende fotosyntetiske organismer relatert til en gruppe bakterier som kalles cyanobakterier.
En lignende prosess skjedde da forfedrene til mitokondriene, organellene i celler der oksidativ respirasjon, det kjemiske motsatt av fotosyntese, finner sted. Ifølge teorien om endosymbiose, en teori som nylig ble gitt et løft på grunn av en ny studie publisert i tidsskriftet Nature, begge kloroplaster og mitokondrier levde en gang som uavhengige bakterier, men ble oppslukt av forfedrene til eukaryoter, noe som til slutt førte til fremveksten av planter og dyr.
