Vad är fotosyntes gjort av
Fotosyntes
Fotosyntes existerar den process var växter samt andra levande organismer tar grabb ifall energi ifrån solljus samt lagrar energin inom kemiska bindningar.
Den vanligaste formen existerar kolsyreassimilation hos växter samt cyanobakterier, liksom innebär för att dem beneath dagen tar in koldioxid, vätska samt solenergi såsom dem tillsammans hjälp från klorofyll omvandlar mot syre samt druvsocker. Syret samt druvsockret använder dem nära cellandningen samt beneath natten då dem avger koldioxid.
Fotosyntesen inom växter försiggår inom bladen vars celler äger kloroplaster, likt anses existera symbiotiska cyanobakterier. Ljusreaktionerna sker inom anslutning mot tylakoidernas fosfolipidmembraner, medan mörkerreaktionen äger utrymme inom detta vätskefyllda stromat.
Fotosyntes utan syreproduktion anses artikel enstaka mer primitiv process samt förekommer kvar hos bakterier[1].
Kemiska reaktioner
[redigera | redigera wikitext]Kemisk formel på grund av koldioxidfixerande fotosyntes[2]:
- 6 H2O + 6 CO2 + ljusenergi → C6H12O6 (druvsocker) + 6 O2
Vissa bakterier, cyanobakterier, utnyttjar dricksvatten nära fotosyntes, vid identisk sätt likt växter. andra fotoautotrofa bakterier klarar ej från detta, utan använder istället H2S (svavelväte), vilket existerar ett mer lättoxideradförening[1].
Beskrivningen från den kemiska reaktionen existerar starkt förenklad jämfört tillsammans den faktiska processen likt äger utrymme inom kloroplasterna. Koldioxiden binds inom själva verket genom ett utdragen process tillsammans med enstaka rad katalysatorer samt kemiska reaktioner inom flera olika steg inom mellanleden. Denna reaktionssekvens kallas Calvin-cykeln.[3]
Antennpigment
[redigera | redigera wikitext]Antennpigment existerar dem pigmentmolekyler likt fångar in solljuset samt transporterar vidare energin mot klorofyll inom något som ligger nära eller är i närheten reaktionscentra var fotosyntesen sker. dem deltar ej inom själva syntesen. modell vid molekyler såsom kunna fungera vilket antennpigment hos växter existerar klorofyll a, klorofyll b samt karotener. Rödalger samt cyanobakterier äger fykobiliproteiner, samt brunalger enstaka karotenoid nära namn fukoxantol.
Klorofyll
[redigera | redigera wikitext]Fotosyntesen sker inom särskilda strukturer, kloroplaster hos eukaryoter, såsom finns inom växtcellerna. Kloroplasterna innesluts inom en dubbelt membran. Detta existerar en från indicierna på grund av för att kloroplasterna enstaka gång inom tiden förmå äga varit självständiga organismer. Prokaryoter besitter ej kloroplast.
Den kemiska reaktionen vilket binder solljuset sker genom molekyler från klorofyll alternativt karotenoider (som existerar gula mot färgen) vilket sitter vid ytan från små membransäckar, tylakoider, inuti kloroplasterna. Hos gröna växter finns klorofyll inom numeriskt värde varianter, typ a samt b, vilket absorberar något olika frekvenser från ljus samt besitter lite olika information inom den kemiska processen. Hos alger samt bakterier förekommer ytterligare varianter från klorofyll.
Klorofyll existerar detta kurs likt ger växter deras gröna färg. Ämnet agerar ett kritisk roll inom fotosyntesen, detta önskar yttra växternas omvandling från koldioxid, dricksvatten samt energi mot kolhydrater samt syrgas.
Klorofyllmolekylerna deltar ej inom själva reaktionen utan fungerar likt ett sorts ljussamlande antenn. dem tar upp detta inkommande ljuset samt överför energin mot reaktionscentret.
Klorofyll existerar ett komplex molekyl såsom existerar uppbyggd kring ett fingerprydnad från organiska ämnen tillsammans med enstaka magnesiumatom inom mitten samt ett sidokedja vilket består från ett alkoholmolekyl (fytol hos klorofyll typ a samt b). Grundstrukturen äger vissa likheter tillsammans med hemoglobin inom blodet hos vilt, dock var finns ett järnatom inom mitten istället till magnesium.
Klorofyll finns inom flera olika varianter. Typ a samt b finns hos gröna växter. Typ c samt d finns hos alger, medan bakterier liksom använder fotosyntes besitter flera olika varianter från klorofyll.
Klorofyll typ a samt b absorberar olika frekvenser från solljus. Klorofyll typ c samt d absorberar blått ljus (400-500 nm) samt rött ljus (600-700 nm). dem skiljer sig även något inom sin funktion inom den kemiska reaktionen såsom omvandlar dricksvatten, koldioxid samt solljus mot sötningsmedel samt syre, 6H2O + 6CO2 + solljus → C6H12O6 + 6O2. Detta kunna mot modell förklaras genom trädens löv likt absorberar rött ljus vid våren samt sommaren, därför för att oss ser bladen liksom gröna. vid hösten absorberar löven maximalt grönt ljus samt reflekterar komplementfärgerna (i detta fall rött samt gult); därför blir löven gula/orangea. inom slutet från 1800-talet visade detta sig för att rött samt blått ljus existerar verksamma nära fotosyntesen.
Ämnet existerar godkänt såsom färgämne inom livsmedel; detta äger då E-nummer E 140.
Arkéer fotosyntiserar tillsammans proteinet bakteriorodopsin istället på grund av klorofyll[4].
Fotosyntesens effektivitet beroende vid våglängd.
[redigera | redigera wikitext]Vid 660 nm (rött) finns en maximum liksom ges relativvärdet 100. nära 550 nm (grön) finns en minimum såsom får värdet 40. nära 440 nm (blå) finns en annat maximum liksom får relativvärdet 80. nära 400 samt 700 nm existerar relativvärdet ca 35.[5]
Energi
[redigera | redigera wikitext]Cyanobakterier tillsammans klorofyll f kunna nyttja infraröd strålning[6], dock växter utnyttjar enbart detta synliga spektrumet, 400-700 nm, inom huvudsak blått (400–500 nm) samt rött (600–700 nm) ljus, vilket motsvarar 40-45 % från instrålad solenergi. vid bas från andra omständigheter – resurs vid växttillgängligt vätska samt växtnäring, växternas personlig andning, växtperiod – lagras ungefär 1 % från infallande ljus kemiskt inom växter. beneath gynnsamma förhållanden kunna detta uppgå mot 4 %. Sett ovan läka jorden existerar genomsnittet 0,1 %. Energiinnehållet inom växter existerar vanligen 4,5–5 kWh alternativt 16–18 MJ per kg torr massa. inom virke förmå detta bli upp mot 5,6 kWh alternativt drygt 20 MJ per kg torr ved.
C3- samt C4-växter
[redigera | redigera wikitext]Det finns numeriskt värde olika typer från fotosyntetiska reaktioner hos växter, var skillnaden existerar hur mellanstegen inom koldioxidfixeringen sker inom växtens celler. Växter tillsammans dessa olika reaktioner är kapabel därför delas in inom C3- samt C4-växter. Dessutom förekommer enstaka variant från C4 såsom kallas CAM.
C3 existerar ett enklare process, vilket förekommer inom växt. C4 sker inom numeriskt värde steg samt förekommer inom växttäcke. dem olika processerna binder olika många från kolets tunga isotopkol-13, vilket utför detta möjligt för att utifrån isotopsammansättningen hos arkeologiska fynd från tandemalj spåra om en varelse besitter levt från trädens löv samt frukter alternativt från växttäcke, samt angående en jagare besitter livnärt sig vid lövätare (som giraff) alternativt gräsätare (som antilop). ett liknande skillnad inom sammansättningen från stabila isotoper utför detta möjligt för att skilja landbaserade växter samt vilt ifrån havslevande.
Begreppets bakgrund samt avgränsning
[redigera | redigera wikitext]År 1771 upptäckte namn Priestley för att möss dog ifall dem plats utan sällskap inom lufttäta kärl, dock överlevde angående dem plats var tillsammans tillsammans med mynta. denne drog inledningsvis något felaktiga slutsatser från detta, dock anses tillsammans tillsammans med Jan Ingenhousz – likt beskrev ljusets innebörd – äga upptäckt fotosyntesen.
Nordisk familjebok ifrån start från 1900-talet definierar fotosyntes vilket ”kolsyreassimilationen beneath ljusets medverkan. titta Assimilation” beneath uppslagsordet Assimilation förmå man vidare läsa: ”I växtfysiologien förstås tillsammans med assimilation sammanfattningen af varenda dem processer, hvarigenom dem af växten upptagna näringsämnena ombildas mot inom organismen grundlig beståndsdelar. Den ojämförligt maximalt framträdande assimilationsprocessen existerar kolsyrans; förr inom tiden förstod man även tillsammans med assimilation endast kolsyreassimilationen. Kolsyreassimilationen existerar enstaka process, hvarigenom organisk substans bildas af kolsyra samt vätska, samt på grund av densammas förlopp existerar energitillförsel essentiell. Hos gröna växter existerar ljuset energikällan”
”Det närmare förloppet nära kolsyreassimilationen existerar ännu ej känt. Man antager, för att kolsyran förekommer nära assimilationen såsom hydrat; samt enstaka sektion vetenskapsman anse, för att den inledande produkten härvid skulle artikel formaldehyd, likt faktiskt kunna påvisas inom bladen. därför många är kapabel sägas, för att den inledande produkten af kolsyreassimilationen existerar ett ökning af detta organiskt bundna kolet inom klorofyllkropparna. Häraf uppstå sedan alltefter växtens art olika organiska ämnen, samt inom vanliga fall existerar assimilationsprodukten stärkelse”
Tidigt stod alltså fotosyntes till all den uppbyggnad från organisk substans såsom pågick inom (framför allt) växterna. Sedan forskarna kartlagt fotosyntesen mer inom detalj besitter detta blivit rimligt för att sätta enstaka gräns mellan detta liksom görs direkt tillsammans med hjälp från ljuset samt processer såsom snarare bör ses liksom för att organismen bygger ifall dem molekyler såsom fotosyntesen skapat. dock detta går ej för att ifrån objektiva kriterier yttra precist fanns gränsen går mellan fotosyntesen samt andra kemiska reaktioner inom den levande organismen.
Processens delsteg inom huvuddrag
[redigera | redigera wikitext]Ljusreaktionerna
[redigera | redigera wikitext]Följande kedja från tio delsteg brukar tillsammans kallas ljusreaktionerna. Resultatet från dem existerar för att energi lagrats inom adenosintrifosfat (ATP) samt reducerat nikotinamid-adenin-dinukleotidfosfat (NADPH).
- En foton kolliderar tillsammans enstaka elektron inom ett klorofyllmolekyl samt ändrar bostadsort elektronen mot ett väg eller spår såsom besitter högre potentiell energi samt inom medelvärde befinner sig längre försvunnen ifrån närmaste atomkärna. Man säger för att elektronen blir exciterad.
- En exciterad elektron inom klorofyll exciterar enstaka elektron inom en något som ligger nära eller är i närheten klorofyll. Detta överför excitationsenergin mot den andra elektronen, sålunda för att den inledande elektronen återgår mot sitt normaltillstånd. Detta sker flera gånger, därför för att excitationsenergin ändrar bostadsort omkring mellan klorofyllmolekylerna.
- En exciterad elektron lämnar numeriskt värde klorofyllmolekyler samt förändras mot ett feofytin-molekyl. Detta förmå ske endast inom en därför kallat fotosyntetiskt reaktionscentrum. Reaktionscentret ligger inbäddat inom tylakoidensmembran. Detta reaktionscentrum kallas även fotosystem II.
- Ett enzym spjälkar dricksvatten, samt oxiderar på det sättet syre mot syremolekyler. Samtidigt minskas reaktionscentrat vid fotosystem II. Syret vilket bildas nära spjälkningen diffunderar ut inom atmosfären.
- Feofytin-molekylen lämnar elektronen vidare mot en cytokrom-komplex. Cytokrom-komplexet ligger även inbäddat inom tylakoidensmembran.
- I cytokrom-komplexet går elektronen vidare mot ett plastokinon-molekyl samt förlorar genom detta potentiell energi (den binds starkare från plastokinon än från feofytin). Denna energi använder cytokrom-komplexet mot för att transportera protoner genom membranet, mot tylakoidens inre. Härmed uppstår enstaka upphöjd koncentration från protoner inom tylakoiden, detta önskar yttra för att detta blir surt där.
- Plastokinon-molekylen transporterar elektronen mot ytterligare en fotosystem (fotosystem I) tillsammans med klorofyll samt exciterar var enstaka elektron inom klorofyll.
- Den exciterade elektronen inom detta andra klorofyllet exciteras ytterligare från ett ytterligare foton.
- Den exciterade elektronen lämnar klorofyllmolekylen samt förändras mot enstaka molekyl oxiderat nikotinamid-adenin-dinukleotidfosfat (NADP+). NADP+ minskas därmed mot NADPH. inom fotosyntesen existerar NADPH inom princip ett bärare från ett elektron tillsammans med upphöjd energi.
- Den skillnad inom protonkoncentration såsom beskrivs inom en från dem föregående stegen används från en proteinkomplex likt släpper igen några protoner samt använder den energiminskning samt entropiökning vilket detta innebär mot för att producera ATP genom för att sammanföra adenosindifosfat (ADP) tillsammans fosfat.
Mörkerreaktionerna
[redigera | redigera wikitext]- Enzymet fosforibulos-kinas fäster ett fosfatgrupp vid enstaka ribulos-5-fosfat-molekyl, därför för att detta blir ribulos-1,5-bisfosfat.
- Enzymet rubisco kombinerar ribulos-1,5-bisfosfat tillsammans koldioxid. Den molekyl vilket detta resulterar inom faller omedelbart isär mot numeriskt värde stycken 3-fosfoglycerat-molekyler.
- En sektion från 3-fosfoglycerat-molekylerna byggs via en antal transformationer angående mot fruktosfosfat, liksom vidare kunna omvandlas mot någon från en många stort antal olika kolhydrater. dem flesta 3-fosfoglycerat-molekylerna byggs ifall mot ribulos-5-fosfat samt används åter från rubisco till för att binda koldioxid. vid detta sätt bildas den sålunda kallade Calvin-cykeln.
Se även
[redigera | redigera wikitext]Referenser
[redigera | redigera wikitext]- ^ [ab] Martin, William F; Bryant, Donald A; Beatty, J Thomas. ”A physiological perspective on the ursprung and evolution of photosynthesis”. FEMS Microbiology Reviews 42 (2). doi:10.1093/femsre/fux056. ISSN0168-6445. PMID 29177446. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5972617/. Läst 3 april 2021.
- ^”The fängelse, Respiration and Photosynthesis”. www.globalchange.umich.edu. Arkiverad ifrån originalet den 2 oktober 2015. https://web.archive.org/web/20151002190140/http://www.globalchange.umich.edu/globalchange1/current/lectures/kling/energyflow/psn_primer.html. Läst 23 september 2015.
- ^”Kloroplastens inre”. www-vaxten.slu.se. Arkiverad ifrån originalet den 15 månad 2016. https://web.archive.org/web/20161215085631/http://www-vaxten.slu.se/vaxten/fotosyntes/mrkerrea.htm. Läst 23 september 2015.
- ^Hayashi, Shigehiko; Tajkhorshid, Emad; Schulten, Klaus. ”Molecular Dynamics Simulation of Bacteriorhodopsin's Photoisomerization Using Ab Initio Forces for the Excited Chromophore”. Biophysical Journal 85 (3). doi:10.1016/S0006-3495(03)74576-7. PMID 12944261. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1303320/. Läst 3 april 2021.
- ^J. Krochmann und R. Rattunde. Grössen und Einheiten der für die Photosynthese wirksamen Strahlungen, Gartenbauwissenschaft, 45, S. 214-219, 1980.
- ^Nürnberg, Dennis J.; efternamn, Jennifer; Santabarbara, Stefano; Telfer, Alison; Joliot, Pierre; Antonaru, Laura A.; Ruban, Alexander V.; Cardona, Tanai; et al. (2018-06-14). ”Photochemistry beyond the red limit in chlorophyll f–containing photosystems”. Science (American Association for the Advancement of Science (AAAS)) 360 (6394): sid. 1210–1213. doi:10.1126/science.aar8313. ISSN0036-8075.