Planter og alger fungerer som verdens næringsbank takket være deres fantastiske fotosyntetiske krefter. I prosessen med fotosyntese samles sollys av levende organismer og brukes til å produsere glukose og andre energirike, karbonbaserte forbindelser.
Forskere synes de tre trinnene i prosessen er spennende, og Senter for bioenergi og fotosyntese ved Arizona State University argumenterer til og med for fotosynteses betydning i forhold til andre biologiske prosesser.
TL; DR (for lang; Leste ikke)
Prosessen med energiutveksling i fotosyntese uttrykkes som 6H2O + 6CO2 + lysenergi → C6H12O6 (glukose: et enkelt sukker) + 6O2 (oksygen).
Hva er fotosyntese?
Fotosyntese er en kompleks prosess som kan deles inn i to eller flere trinn, slike lysavhengige og lysuavhengige reaksjoner. Trestegsmodellen for fotosyntese starter med absorpsjon av sollys og ender i produksjonen av glukose.
Planter, alger og visse bakterier klassifiseres som autotrofer, noe som betyr at de er i stand til å møte deres ernæringsmessige behov gjennom fotosyntese. Autotrophs er på bunnen av
næringskjede fordi de produserer mat til alle andre levende organismer. For eksempel blir planter spist av beiter som til slutt kan være en matkilde for rovdyr og nedbrytere.Mat er ikke det eneste bidraget fra fotosyntese. Lagret energi i fossile brensler og tre brukes til å varme opp boliger, bedrifter og næringer. Forskere studerer stadiene av fotosyntese for å lære mer om hvordan autotrofer bruker solenergi og karbondioksid til å produsere organiske forbindelser. Forskningsresultater kan føre til nye metoder for avlingsproduksjon og økte avlinger.
Fotosyntese-prosessen: Trinn 1: Høsting av strålingsenergi
Når en solstråle treffer en grønn, grønn plante, blir prosessen med fotosyntese satt i gang.
Det første trinnet med fotosyntese skjer i kloroplaster av planteceller. Lette fotoner absorberes av et pigment som kalles klorofyll, som er rikelig i tylakoidmembranen til hver kloroplast. Klorofyll virker grønt for øyet fordi det ikke absorberer grønne bølger i lysspekteret. Det gjenspeiler dem i stedet, så det er fargen du ser.
Planter tar inn karbondioksid gjennom sine stomata (mikroskopiske åpninger i vev) for bruk i fotosyntese. Planter transpirerer og etterfyller oksygen i luft og hav.
Trinn 2: Konvertering av strålingsenergi
Etter at strålingsenergi fra sollys er absorbert, omdanner planten lysenergi til en brukbar form for kjemisk energi for å drive drivstoff til plantens celler.
I lysavhengige reaksjoner oppstår i løpet av andre fase av fotosynteseprosessen, blir elektroner begeistret og splittes fra vannmolekyler, og etterlater oksygen som et biprodukt. Hydrogenelektronene i vannmolekylet beveger seg deretter til et reaksjonssenter i klorofyllmolekylet.
I reaksjonssenteret passerer elektronen langs en transportkjede, hjulpet av enzymet ATP-syntase. Energi går tapt når det glade elektronet synker til lavere energinivå. Energi fra elektroner overføres til adenosintrifosfat (ATP) og redusert nikotinamidadenindinukleotidfosfat (NADPH), ofte referert til som "energivaluta" av celler.
Trinn 3: Lagring av strålingsenergi
Den siste fasen av fotosynteseprosessen er kjent som Calvin-Benson-syklusen, der planten bruker atmosfærisk karbondioksid og vann fra jord for å omdanne ATP og NADPH. De kjemiske reaksjonene som utgjør Calvin-Benson-syklusen forekommer i kloroplaststromaen.
Dette stadiet av prosessen med fotosyntese er lysuavhengig og kan skje selv om natten.
ATP og NADPH har kort holdbarhet og må konverteres og lagres av anlegget. Energi fra ATP- og NADPH-molekyler gjør det mulig for cellen å bruke eller "fikse" atmosfærisk karbondioksid, noe som resulterer i produksjon av sukker, fettsyre og glyserol i tredje trinn av fotosyntese. Energi som anlegget ikke trenger umiddelbart lagres for senere bruk.