Fotosyntese

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi

Fotosyntesen er en biokjemisk prosess der lysenergi blir omdannet til kjemisk energi. Ordet kommer av de greske ordene photos, som betyr lys og synthesis, som betyr å sette sammen. Energien fra sollyset blir brukt til å omdanne karbondioksid (CO₂) og vann (H₂O) til glukose (C₆H₁₂O₆) og oksygen (O₂). Fotosyntesen blir vanligvis forbundet med grønne planter og alger, men også enkelte bakterier kan utføre fotosyntese. En organisme som kan utføre fotosyntese blir ofte referert til som fotoautotrof.

Kloroplast: (4) Stroma, (5) Thylakoid, (6) Thylakoidmembranen

[rediger] Oversikt

Thylakoidmembranen: Elektrontransportkjeden i lysreaksjonen

Fotosyntesen i planter er en komplisert samling reaksjoner som forbruker vann og karbondioksid, og ender opp med glukose og oksygen som produkter. Hele prosessen kan deles inn i to deler: en lysreaksjon (lysavhengig) og en mørkereaksjon (lysuavhengig). I lysreaksjonen blir lys (fotoner) absorbert av klorofyll organisert i fotosystemer. Energien som fanges opp blir brukt til å danne ATP, NADPH og oksygen, men oksygen er bare et biprodukt og blir ikke dannet av planten for videre bruk under mørkereaksjonen. ATP og NADPH som dannes i lysreaksjonen blir brukt i mørkereaksjonen (Calvinsyklusen) til å danne glukose. En meget forenklet, balansert reaksjonslikning over reaksjonen er som følger:

6CO₂ + 6H₂O + lysenergi --> C₆H₁₂O₆ + 6O₂

[rediger] Lysreaksjonen

Calvinsyklus (mørkereaksjonen)

Lysreaksjonen foregår i Kloroplastene i thylakoidmembranen som skiller stroma fra innsiden i thylakoidene. Prosessen starter når fotoner absorberes av fotosystem II som er et proteinkompleks forankret i thylakoidmembranen. I et fotosystem er pigmenter, som klorofyll og betakaroten, organisert i en antennestruktur for bedre å kunne absorbere det innkommende lyset. Når fotoner treffer pigmentmolekylene slår de elektroner ut i et høyere energiskall, molekylene blir eksitert. Når molekylene vender tilbake til grunntilstanden avgis det energi som fanges opp av et annet pigment i nærheten. Denne energien går fra pigmenter som absorberer lys med korte bølgelengder til pigmenter som absorberer lys med lengre bølgelengder inntil fotosystemets reaksjonssenter nås. Fotosystemets reaksjonssenter er det pigmentet som kan absorbere lys med lengst bølgelengder, dette er alltid klorofyll a i planter og molekylet kalles for P680. (Det kan absorbere lys med bølgelengde opp til 680nm). I reaksjonssenteret eksiteres to elektroner som blir sendt gjennom en elektrontransportkjede for å tappes for energi. Fotosystem II, som nå har et manko på to elektroner, spalter vann for å erstatte tapet.

H₂0 -> 2e^- + 2H⁺ + ½ O₂

Energien som blir tappet fra elektronene mellom fotosystem II og I blir brukt til å pumpe H⁺ inn i thylakoiden. Dette, sammen med spaltingen av vann, skaper en elektrokjemisk gradient over membranen. Denne gradienten utnyttes til å få H⁺ til å diffundere ut av thylakoiden gjennom et proteinkompleks kalt ATP syntase. ATP syntase utnytter strømmen av H⁺ til å omdanne ADP til ATP.

Når elektronene omsider kommer frem til fotosystem I blir de eksitert på nytt av klorofyllmolekylet P700 og sendt gjennom noen få proteinkomplekser før energien utnyttes til å danne NADPH.

[rediger] Mørkereaksjonen

NADPH og ATP som ble dannet av lysreaksjonene går videre til mørkereaksjonene som foregår i stroma inne i kloroplastet. I de fleste plantecellene blir disse reaksjonene samlet i calvinsyklusen. Det er calvinsyklusen som omdanner karbonet i CO₂ til større organiske molekyler ved bruk av energien lagret i ATP og NADH som ble dannet i lysreaksjonen.

[rediger] Konsekvenser

Det er fotosyntesen som forsyner atmosfæren med oksygenen vi puster inn. Rent praktisk betyr dette at jo mer grønt vi har rundt oss, jo bedre blir luften. Om natten, når det ikke er tilgang på lys, stopper fotosyntesen og kun celleåndingen utføres i cellene til planten, og derfor blir litt oksygen brukt. Gassproduksjonen reverseres ikke, men planten produserer ikke sitt eget oksygen om natten. Det anbefales derfor ikke å ha store eller mange planter på soverommet. En annen følge av reaksjonen er at det dannes glukose, bedre kjent som druesukker. Noe av denne glukosen blir omdannet til cellulose og stivelse i cellene. Planten bruker glukose direkte i celleåndingen, cellulosen for å gi struktur og styrke til planten og stivelsen for å lagre energi. Siden organismer som driver fotosyntese produserer mesteparten av den brukelige energien for andre organismer, må vi spise planter (eller dyr som har spist planter) for å få energien vi trenger for å leve.

[rediger] Kilder

Life, the science of Biology eighth edition, volume: 1 (2006) ISBN 978-0-7167-7673-4

[rediger] Eksterne lenker

• http://bcs.whfreeman.com/thelifewire8e/content/cat_010/0804001.html
• http://bcs.whfreeman.com/thelifewire8e/content/cat_010/0804003.html

Snever: Denne artikkelen er snevrere enn det tittelen skulle tilsi. Den dekker kun ett eller få av de emner man kunne forvente skulle bli behandlet under dette oppslagsordet.