Fotosyntesformeln förvandlar solljus till energi

Vissa organismer behöver skapa den energi de behöver för att överleva. Dessa organismer kan absorbera energi från solljus och använda den för att producera socker och andra organiska föreningar som lipider och proteiner. Sockerarter används sedan för att ge energi till organismen. Denna process, kallad fotosyntes, används av fotosyntetiska organismer inklusive växter, alger och cyanobakterier.

Fotosyntesekvation

Vid fotosyntes omvandlas solenergi till kemisk energi. Den kemiska energin lagras i form av glukos (socker). Koldioxid, vatten och solljus används för att producera glukos, syre och vatten. Den kemiska ekvationen för denna process är:

6CO₂ + 12H₂O + ljus → C₆H₁₂O₆ + 6o₂ + 6H₂O

Sex molekyler koldioxid (6CO₂) och tolv molekyler vatten (12H₂O) konsumeras i processen medan glukos (C₆H₁₂O₆), sex molekyler med syre (6O₂) och sex molekyler vatten (6H₂O) produceras.

Denna ekvation kan förenklas som: 6CO₂ + 6H₂O + ljus → C₆H₁₂O₆ + 6o₂.

Fotosyntes i växter

Hos växter inträffar fotosyntes främst inom bladen. Eftersom fotosyntes kräver koldioxid, vatten och solljus, måste alla dessa ämnen erhållas av eller transporteras till bladen. Koldioxid erhålls genom små porer i växtblad som kallas stomata. Syre frigörs också via stomaten. Vatten erhålls av växten genom rötterna och levereras till bladen genom kärlväxtvävnadssystem. Solljus absorberas av klorofyll, ett grönt pigment som finns i växtcellstrukturer som kallas kloroplast. Kloroplaster är platserna för fotosyntes. Kloroplaster innehåller flera strukturer som var och en har specifika funktioner:

• Yttre och inre membran- skyddsbeläggningar som håller kloroplaststrukturen slutna.
• stroma-tät vätska i kloroplasten. Webbplatsen för omvandling av koldioxid till socker.
• tylakoid-plattade säckliknande membranstrukturer. Webbplatsen för omvandling av ljusenergi till kemisk energi.
• Grana-tätade staplar med thylakoid-säckar. Webbplatser för omvandling av ljusenergi till kemisk energi.
• Klorofyll-ett grönt pigment i kloroplasten. Absorberar ljusenergi.

Stadier av fotosyntes

Fotosyntes förekommer i två steg. Dessa stadier kallas ljusreaktionerna och de mörka reaktionerna. Ljusreaktionerna äger rum i närvaro av ljus. De mörka reaktionerna kräver inte direkt ljus, men mörka reaktioner förekommer dock på de flesta växter under dagen.

Ljusreaktioner inträffar mestadels i tylkoidstackarna i grana. Här konverteras solljus till kemisk energi i form av ATP (fri energiinnehållande molekyl) och NADPH (högenergi elektronbärande molekyl). Klorofyll absorberar ljusenergi och startar en kedja av steg som resulterar i produktion av ATP, NADPH och syre (genom vattendelning). Syre frigörs genom stomaten. Både ATP och NADPH används i mörka reaktioner för att producera socker.

Mörka reaktioner förekommer i stroma. Koldioxid omvandlas till socker med ATP och NADPH. Denna process kallas kolfixering eller Calvin-cykeln. Calvin-cykeln har tre huvudsteg: kolfixering, reduktion och regenerering. Vid kolfixering kombineras koldioxid med ett 5-kolsocker [ribulos 1,5-bifosfat (RuBP)] som skapar ett 6-kolsocker. I reduktionssteget användes ATP och NADPH som produceras i ljusreaktionssteget för att omvandla 6-kol-sockret till två molekyler av ett 3-kol-kolhydrat, glyceraldehyd-3-fosfat. Glyceraldehyd 3-fosfat används för att tillverka glukos och fruktos. Dessa två molekyler (glukos och fruktos) kombineras för att göra sackaros eller socker. I regenereringssteget kombineras vissa molekyler av glyceraldehyd 3-fosfat med ATP och omvandlas tillbaka till RuBP med 5-kolsocker. När cykeln är klar är RuBP tillgängligt att kombineras med koldioxid för att börja cykeln igen.

Fotosyntesöversikt

Sammanfattningsvis är fotosyntes en process där ljusenergi omvandlas till kemisk energi och används för att producera organiska föreningar. Hos växter inträffar fotosyntes typiskt inom kloroplasterna som finns i växtlöv. Fotosyntesen består av två steg, ljusreaktionerna och de mörka reaktionerna. Ljusreaktionerna omvandlar ljus till energi (ATP och NADHP) och de mörka reaktionerna använder energin och koldioxid för att producera socker. Ta en fotosyntesquiz för en översyn av fotosyntesen.