Hva er produktene fra fotosyntesen?

Fotosyntese er navnet gitt til settet med kjemiske reaksjoner utført av planter for å konvertere energi fra solen til kjemisk energi i form av sukker. Spesielt bruker planter energi fra sollys for å reagere karbondioksid og vann å produsere sukker (glukose) og oksygen. Mange reaksjoner forekommer, men den generelle kjemiske reaksjonen for fotosyntese er:

• 6 CO₂ + 6 H₂O + lys → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂
• Karbondioksid + vann + lys gir glukose + oksygen

I et anlegg går karbondioksid inn via bladstomatater ved diffusjon. Vann tas opp gjennom røttene og transporteres til blader gjennom xylemen. Solenergi blir absorbert av klorofyll i bladene. Reaksjonene fra fotosyntese forekommer i kloroplastene til planter. Hos fotosyntetiske bakterier foregår prosessen der klorofyll eller et beslektet pigment er innebygd i plasmamembranen. Oksygenet og vannet produsert i fotosyntesen kommer ut gjennom stomata.

Viktige takeaways

Egentlig reserver planter veldig lite av glukosen til øyeblikkelig bruk. Glukosemolekyler kombineres ved dehydratiseringssyntese for å danne cellulose, som brukes som et strukturelt materiale. Dehydratiseringssyntese brukes også til å konvertere glukose til stivelse, som planter bruker for å lagre energi.

Den samlede kjemiske ligningen er et sammendrag av en serie kjemiske reaksjoner. Disse reaksjonene forekommer i to trinn. Lysreaksjonene krever lys (som du kanskje forestiller deg), mens de mørke reaksjonene styres av enzymer. De krever ikke mørke for å oppstå - de er ganske enkelt ikke avhengige av lys.

Lysreaksjonene absorberer lys og utnytter energien til kraftoverføring av elektron. De fleste fotosyntetiske organismer fanger synlig lys, selv om det er noen som bruker infrarødt lys. Produkter av disse reaksjonene er adenosintrifosfat (ATP) og redusert nikotinamid-adenindinukleotidfosfat (NADPH). I planteceller forekommer de lysavhengige reaksjonene i kloroplast-thylakoidmembranen. Den generelle reaksjonen for de lysavhengige reaksjonene er:

• 2 H₂O + 2 NADP⁺ + 3 ADP + 3 P_Jeg + lys → 2 NADPH + 2 H⁺ + 3 ATP + O₂

I det mørke stadiet reduserer ATP og NADPH til slutt karbondioksid og andre molekyler. Karbondioksid fra luften blir "fikset" til en biologisk brukbar form, glukose. Hos planter, alger og cyanobakterier betegnes de mørke reaksjonene Calvin-syklusen. Bakterier kan bruke forskjellige reaksjoner, inkludert en omvendt Krebs sykler. Den samlede reaksjonen for den lysuavhengige reaksjonen til en plante (Calvin-syklus) er:

• 3 CO₂ + 9 ATP + 6 NADPH + 6 H⁺ → C₃H₆O₃-fosfat + 9 ADP + 8 P_Jeg + 6 NADP⁺ + 3 H₂O

Under karbonfiksering blir det tre-karbonproduktet fra Calvin-syklus omdannet til det endelige karbohydratproduktet.

Som enhver kjemisk reaksjon, bestemmer tilgjengeligheten av reaktantene mengden av produkter som kan fremstilles. Å begrense tilgjengeligheten av karbondioksid eller vann bremser produksjonen av glukose og oksygen. Reaksjonens hastighet påvirkes også av temperaturen og tilgjengeligheten av mineraler som kan være nødvendige i mellomreaksjonene.

Plantens generelle helse (eller andre fotosyntetiske organismer) spiller også en rolle. Hastigheten av metabolske reaksjoner bestemmes delvis av modenheten til organismen og om den er blomstrende eller bærer frukt.

Hvis du blir spurt om fotosyntese på en test, kan du bli bedt om å identifisere produktene fra reaksjonen. Det er ganske enkelt, ikke sant? En annen form for spørsmålet er å spørre hva som er ikke et produkt av fotosyntesen. Dessverre vil dette ikke være et åpent spørsmål, som du lett kan svare med "jern" eller "en bil" eller "ditt mamma. "Vanligvis er dette et flervalgsspørsmål, som inneholder molekyler som er reaktanter eller produkter av fotosyntese. Svaret er ethvert valg bortsett fra glukose eller oksygen. Spørsmålet kan også formuleres for å svare på hva som er ikke et produkt av lysreaksjonene eller de mørke reaksjonene. Så det er lurt å vite de samlede reaktantene og produktene for fotosyntesens generelle ligning, lysreaksjonene og de mørke reaksjonene.

• Bidlack, J.E.; Stern, K.R.; Jansky, S. (2003). Innledende plantebiologi. New York: McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-290941-8.
• Blankenship, R.E. (2014). Molekylære mekanismer ved fotosyntese (2. utg.). John Wiley & Sons. ISBN 978-1-4051-8975-0.
• Reece J.B., et al. (2013). Campbellbiologi. Benjamin Cummings. ISBN 978-0-321-77565-8.