Vad har optik med fotosyntesen att göra

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, såsom innebär för att dem beneath dagen tar in koldioxid, vätska samt solenergi vilket dem tillsammans med hjälp från klorofyll omvandlar mot syre samt druvsocker.

I slutet av 1800-talet visade det sig att rött och blått ljus är effektiva vid fotosyntesen

Syret samt druvsockret använder dem nära cellandningen samt beneath natten då dem avger koldioxid.

Fotosyntesen inom växter försiggår inom bladen vars celler äger kloroplaster, såsom anses artikel 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 till koldioxidfixerande fotosyntes^[2]:

6 H₂O + 6 CO₂ + ljusenergi → C₆H₁₂O₆ (druvsocker) + 6 O₂

Vissa bakterier, cyanobakterier, utnyttjar vätska nära fotosyntes, vid identisk sätt såsom växter.

andra fotoautotrofa bakterier klarar ej från detta, utan använder istället H₂S (svavelväte), såsom existerar enstaka mer lättoxideradförening^[1].

Beskrivningen från den kemiska reaktionen existerar starkt förenklad jämfört tillsammans med den faktiska processen vilket äger lokal 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 vilket 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 är kapabel fungera likt antennpigment hos växter existerar klorofyll a, klorofyll b samt karotener.

Rödalger samt cyanobakterier äger fykobiliproteiner, samt brunalger ett karotenoid nära namn fukoxantol.

Klorofyll

[redigera | redigera wikitext]

Fotosyntesen sker inom särskilda strukturer, kloroplaster hos eukaryoter, likt finns inom växtcellerna. Kloroplasterna innesluts inom en dubbelt membran. Detta existerar en från indicierna till för att kloroplasterna enstaka gång inom tiden förmå äga varit självständiga organismer.

Prokaryoter äger ej kloroplast.

Den kemiska reaktionen såsom 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, likt 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 tema vilket ger växter deras gröna färg. Ämnet agerar ett kritisk roll inom fotosyntesen, detta önskar yttra växternas omvandling från koldioxid, en färglösluktlös vätska som är livsnödvändig samt energi mot kolhydrater samt syrgas.

Klorofyllmolekylerna deltar ej inom själva reaktionen utan fungerar liksom enstaka sorts ljussamlande antenn. dem tar upp detta inkommande ljuset samt överför energin mot reaktionscentret.

Klorofyll existerar enstaka komplex molekyl liksom existerar uppbyggd kring enstaka fingerprydnad från organiska ämnen tillsammans med enstaka magnesiumatom inom mitten samt enstaka sidokedja vilket består från enstaka alkoholmolekyl (fytol hos klorofyll typ a samt b).

Grundstrukturen äger vissa likheter tillsammans med hemoglobin inom blodet hos vilt, dock var finns enstaka 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 äger 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 vilket omvandlar en färglösluktlös vätska som är livsnödvändig, koldioxid samt solljus mot sötningsmedel samt syre, 6H₂O + 6CO₂ + solljus → C₆H₁₂O₆ + 6O₂.

Detta kunna mot modell förklaras genom trädens löv såsom absorberar rött ljus vid våren samt sommaren, således för att oss ser bladen likt 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 vilket färgämne inom livsmedel; detta äger då E-nummer E 140.

Arkéer fotosyntiserar tillsammans med proteinet bakteriorodopsin istället till klorofyll^[4].

Fotosyntesens effektivitet beroende vid våglängd.

[redigera | redigera wikitext]

Vid 660 nm (rött) finns en maximum såsom ges relativvärdet 100. nära 550 nm (grön) finns en minimum liksom får värdet 40.

nära 440 nm (blå) finns en annat maximum såsom får relativvärdet 80. nära 400 samt 700 nm existerar relativvärdet ca 35.^[5]

Energi

[redigera | redigera wikitext]

Cyanobakterier tillsammans klorofyll f är kapabel 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 dricksvatten 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 kunna 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.

I fotosyntesens icke-ljusberoende reaktion (calvincykeln, till höger) utnyttjas energin i ATP och NADPH för att fixera koldioxid ur luften

Växter tillsammans med dessa olika reaktioner är kapabel därför delas in inom C₃- samt C₄-växter. Dessutom förekommer enstaka variant från C₄ liksom kallas CAM.

C₃ existerar enstaka enklare process, liksom 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 fullfölja detta möjligt för att utifrån isotopsammansättningen hos arkeologiska fynd från tandemalj spåra om en varelse äger levt från trädens löv samt frukter alternativt från växttäcke, samt ifall en predator 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 varelse ifrån havslevande.

Begreppets bakgrund samt avgränsning

[redigera | redigera wikitext]

År 1771 upptäckte namn Priestley för att möss dog angående dem plats utan sällskap inom lufttäta container, dock överlevde angående dem fanns var tillsammans tillsammans mynta.

denne drog ursprunglig 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 såsom ”kolsyreassimilationen beneath ljusets medverkan. titta Assimilation” beneath uppslagsordet Assimilation förmå man vidare läsa: ”I växtfysiologien förstås tillsammans assimilation sammanfattningen af samtliga dem processer, hvarigenom dem af växten upptagna näringsämnena ombildas mot inom organismen detaljerad beståndsdelar.

Den ojämförligt maximalt framträdande assimilationsprocessen existerar kolsyrans; förr inom tiden förstod man även tillsammans assimilation endast kolsyreassimilationen. Kolsyreassimilationen existerar ett process, hvarigenom organisk substans bildas af kolsyra samt en färglösluktlös vätska som är livsnödvändig, samt till densammas förlopp existerar energitillförsel vital.

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 existera formaldehyd, likt faktiskt är kapabel påvisas inom bladen.

därför många kunna sägas, för att den inledande produkten af kolsyreassimilationen existerar enstaka 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 äger detta blivit rimligt för att sätta ett gräns mellan detta liksom görs direkt tillsammans med hjälp från ljuset samt processer såsom snarare bör ses vilket för att organismen bygger ifall dem molekyler vilket 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.

Växter använder klorofyll i sina celler för att fånga upp ljuset

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).

1. En foton kolliderar tillsammans med enstaka elektron inom ett klorofyllmolekyl samt ändrar bostadsort elektronen mot enstaka väg eller spår likt besitter högre potentiell energi samt inom medelvärde befinner sig längre försvunnen ifrån närmaste atomkärna. Man säger för att elektronen blir exciterad.
2. En exciterad elektron inom klorofyll exciterar ett elektron inom en något som ligger nära eller är i närheten klorofyll.

   Detta överför excitationsenergin mot den andra elektronen, därför för att den inledande elektronen återgår mot sitt normaltillstånd. Detta sker flera gånger, således för att excitationsenergin ändrar bostadsort omkring mellan klorofyllmolekylerna.

3. En exciterad elektron lämnar numeriskt värde klorofyllmolekyler samt förändras mot ett feofytin-molekyl.
   Precis som du behöver solglasögon för att skydda dina ögon från solens ljusa strålar, behöver växterna något som kallas fotosystem för att fånga solens ljus

   Detta kunna ske endast inom en därför kallat fotosyntetiskt reaktionscentrum. Reaktionscentret ligger inbäddat inom tylakoidensmembran. Detta reaktionscentrum kallas även fotosystem II.

4. Ett enzym spjälkar en färglösluktlös vätska som är livsnödvändig, samt oxiderar på det sättet syre mot syremolekyler. Samtidigt minskas reaktionscentrat vid fotosystem II. Syret vilket bildas nära spjälkningen diffunderar ut inom atmosfären.
5. Feofytin-molekylen lämnar elektronen vidare mot en cytokrom-komplex.

   Cytokrom-komplexet ligger även inbäddat inom tylakoidensmembran.

6. I cytokrom-komplexet går elektronen vidare mot enstaka 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 ett upphöjd koncentration från protoner inom tylakoiden, detta önskar yttra för att detta blir surt där.
7. Plastokinon-molekylen transporterar elektronen mot ytterligare en fotosystem (fotosystem I) tillsammans med klorofyll samt exciterar var ett elektron inom klorofyll.
8. Den exciterade elektronen inom detta andra klorofyllet exciteras ytterligare från ett ytterligare foton.
9. Den exciterade elektronen lämnar klorofyllmolekylen samt förändras mot ett molekyl oxiderat nikotinamid-adenin-dinukleotidfosfat (NADP⁺).
   Fotosyntesen är grunden för det mesta av allt tillgängligt organiskt material i naturen, och skapar en relativt stor, men tillfällig depå för kol

   NADP⁺ minskas därmed mot NADPH. inom fotosyntesen existerar NADPH inom princip enstaka bärare från ett elektron tillsammans upphöjd energi.

10. Den skillnad inom protonkoncentration såsom beskrivs inom en från dem föregående stegen används från en proteinkomplex såsom släpper åter några protoner samt använder den energiminskning samt entropiökning liksom detta innebär mot för att producera ATP genom för att sammanföra adenosindifosfat (ADP) tillsammans med fosfat.

Mörkerreaktionerna

[redigera | redigera wikitext]

1. Enzymet fosforibulos-kinas fäster enstaka fosfatgrupp vid ett ribulos-5-fosfat-molekyl, således för att detta blir ribulos-1,5-bisfosfat.
2. Enzymet rubisco kombinerar ribulos-1,5-bisfosfat tillsammans koldioxid.

   Den molekyl likt detta resulterar inom faller omedelbart isär mot numeriskt värde stycken 3-fosfoglycerat-molekyler.

3. 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 på grund av för att binda koldioxid.

   vid detta sätt bildas den således kallade Calvin-cykeln.

Se även

[redigera | redigera wikitext]

Referenser

[redigera | redigera wikitext]

Externa länkar

[redigera | redigera wikitext]