Fotosyntese er en prosess for å konvertere lysenergi til kjemisk energi utført av planter, alger og cyanobakterier
Redigert og endret størrelse på bilde av Samuel Austin, tilgjengelig på Unsplash
Ordet fotosyntese betyr syntese med lys og refererer til en av de viktigste biologiske prosessene på jorden. Ved å slippe ut oksygen og konsumere karbondioksid har fotosyntese forvandlet verden til det beboelige miljøet vi kjenner i dag. I tillegg er prosessen den viktigste energikilden for alle levende ting.
Den nederlandske fysikeren Jan Ingenhousz var den første som fant at planter produserte oksygen i nærvær av sollys, i 1779, og ble ansett som oppdageren av fotosyntese. I 1782 la Jean Senebier til at i tillegg til sollys bruker fotosyntese karbondioksid. I 1818 laget Maria Pelletier og Joseph Caventou begrepet "klorofyll" for å referere til det grønne pigmentet og utstyrt med fotoreseptorenzymer som gjør fotosyntese mulig.
Hva er fotosyntese
Fotosyntese kan defineres som en prosess for å konvertere lysenergi til kjemisk energi. Det utføres av planter, alger og cyanobakterier, som er klassifisert som autotrofiske og fotosyntetiske organismer fordi de er i stand til å produsere sin egen mat fra lys.
Betydningen av fotosyntese
Oksygen produsert av fotosyntetiske organismer er viktig for å opprettholde livet på planeten slik vi kjenner den. I tillegg har produktene generert fra fotosyntese formet menneskehetens materielle historie, siden de har gitt opphav til ressurser som olje, naturgass, cellulose, kull og ved. Disse ressursene eksisterer som et resultat av transformasjonen av sollys til energireserver (fotosyntese), etterfulgt av andre geologiske og teknologiske prosesser.
Fotosyntese ligning
Fotosyntese er en lang og kompleks prosess som generelt kan oppsummeres av følgende ligning:
- 6CO2 + 12H2O + lys → C6 H12O6 + 602 + 6 H2O
Hvor fotosyntese forekommer
I planter og alger forekommer fotosyntese inne i kloroplaster. I cyanobakterier utføres det ved siden av membranformede lameller i den flytende delen av cytoplasmaet.
Kloroplast er en organell som har en ytre membran og en indre membran. Det indre har membranformede lameller, koblet til små lommer som kalles tylakoider. Det indre rommet fylles av stroma, en tyktflytende væske som inneholder DNA, ribosomer og enzymer som hjelper i prosessen med fotosyntese. Det er innenfor disse thylacoids og dekkglass som klorofyll er funnet.
Fotosyntese trinn
Fotosyntese kan deles inn i to faser: den fotokjemiske fasen og den kjemiske fasen.
Den fotokjemiske fasen forekommer bare i nærvær av lys og forekommer i tylakoider og membranformede lameller. Hovedfunksjonen er å konvertere lysenergi til kjemisk energi. Den består av to hovedprosesser: vannfotolyse og fotofosforylering.
Den kjemiske fasen er ikke avhengig av lys og utføres i en annen del av kloroplasten, stroma. I den blir produktene fra forrige fase, fotokjemi, sammen med atmosfærisk CO2 for å produsere glukose, vann og stivelse, i den såkalte Calvin-Benson Cycle.
Fotokjemisk fase
Fotolyse av vann
Vannfotolyse er den første fasen av fotosyntese og er øyeblikket når den mottatte lysenergien fremmer nedbrytningen av vannmolekyler, og genererer oksygengass, elektroner og H +. Gassformig oksygen frigjøres i atmosfæren, mens frie hydrogenmolekyler (H +) tiltrekkes av en forbindelse kalt NADP +, noe som gir opphav til NADPH, som vil bli brukt i den kjemiske fasen for konstruksjon av glukosemolekyler.
Dette trinnet er representert med formlene:- H2O ⇾ 2H + + 2 elektroner + ½ O2
- NADP + + H + ⇾ NADPH
Fotofosforylering
Det er i fotofosforylering at dannelsen av ATP skjer, fra tilsetning av et uorganisk fosfat (Pi) til et molekyl av ADP (adenosindifosfat), ved bruk av lysenergi. ATP-molekyler er hovedformen for kjemisk energi syntetisert av levende vesener. Dette stadiet av fotofosforylering skjer parallelt med vannfotolyse, og hver av dem genererer produkter som vil bli brukt i neste fase av fotosyntese.
Dette trinnet er representert med formelen: ADP + Pi ⇾ ATP
Kjemisk fase
Den siste fasen av fotosyntese, det er i den kjemiske fasen at karbondioksid fra miljøet eller cellulær respirasjon av planten blir brukt, og to forbindelser generert i forrige fase brukes: ATP og NADPH. Det er på dette stadiet at den såkalte Calvin-Benson Cycle oppstår, en sekvens av reaksjoner som genererer glukose, vann og stivelse.
Konklusjon
Fotosyntese er resultatet av sammenføyningen av de to fasene beskrevet ovenfor, den fotokjemiske fasen og den kjemiske fasen. Alle livsformer på jorden avhenger på en eller annen måte av produktene som genereres av fotosyntese: oksygen og glukose. I tillegg er fotosyntese viktig for balansen mellom atmosfærisk sammensetning.
