• Hvad er fotosyntese?
• Typer af fotosyntese
• Fotosyntese egenskaber
• Fotosyntese ligning
• Faser af fotosyntese
• Betydningen af ​​fotosyntese

Vi forklarer, hvad fotosyntese er, dens karakteristika, ligning og faser. Også hvorfor det er vigtigt for verdens økosystemer.

Fotosyntese er den vigtigste ernæringsmekanisme for planter og andre autotrofe væsener.

Hvad er fotosyntese?

Fotosyntese er den biokemiske proces, hvorved planter, alger og bakterie fotosyntetisk konverter uorganisk materiale (kuldioxid og vand) i organisk materiale (sukker), drage fordel af Energi kommer fra sollys. Dette er hovedmekanismen ernæring af alle autotrofe organismer der har klorofyl, som er det essentielle pigment for fotosynteseprocessen.

Fotosyntese udgør en af ​​de vigtigste biokemiske mekanismer på planeten, da den involverer fremstilling af organiske næringsstoffer, der lagrer lys energi kommer fra Sol i forskellige molekyler nyttige (kulhydrater). Faktisk kommer navnet på denne proces fra de græske stemmer Foto, "lys og syntese, "Komposition".

Efter fotosyntese kan de syntetiserede organiske molekyler bruges som kilde til kemisk energi at understøtte vitale processer, såsom cellulær respiration og andre reaktioner, der er en del af stofskifte af levende væsner.

For at udføre fotosyntese kræves tilstedeværelsen af ​​klorofyl, et pigment, der er følsomt over for sollys, hvilket giver planter og alger deres karakteristiske grønne farve. Dette pigment findes i kloroplaster, cellulære organeller af forskellige størrelser, der er typiske for grøntsagsceller, især bladcellerne (af bladene). Kloroplaster indeholder et sæt af protein Y enzymer som tillader udviklingen af ​​komplekse reaktioner, der er en del af den fotosynteseproces.

Fotosynteseprocessen er afgørende for økosystem og for liv som vi kender dem, da det tillader skabelse og cirkulation af organisk stof og fiksering af uorganisk stof. Derudover produceres der under oxygenisk fotosyntese den ilt, som de fleste levende væsener har brug for til deres produktion. vejrtrækning.

Typer af fotosyntese

Der kan skelnes mellem to typer fotosyntese, afhængigt af de stoffer, som kroppen bruger til at udføre reaktionen:

• Oxygen fotosyntese. Det er kendetegnet ved brugen af Vand (H2O) til reduktion af carbondioxid (CO2) forbrugt. I denne type fotosyntese produceres der ikke kun nyttige sukkerarter til kroppen, men ilt (O2) opnås også som et produkt af reaktionen. Planter, alger og cyanobakterier udfører oxygenisk fotosyntese.
• Anoxygen fotosyntese. Kroppen bruger ikke vand til at reducere kuldioxid (CO2), men bruger i stedet sollys til at nedbryde svovlbrinte (H2S) eller brintgas (H2) molekyler. Denne type fotosyntese producerer ikke oxygen (O2) og frigiver i stedet svovl som et produkt af reaktionen. Anoxygen fotosyntese udføres af de såkaldte grønne og lilla svovlbakterier, som indeholder fotosyntetiske pigmenter grupperet under navnet bakteriochlorophyller, som er forskellige fra planters klorofyl.

Fotosyntese egenskaber

Hos planter og alger foregår fotosyntesen i organeller kaldet kloroplaster.

Overordnet set er fotosyntese karakteriseret ved følgende:

• Det er en biokemisk proces, hvor man udnytter sollys til at opnå organiske forbindelser, det vil sige syntesen af ​​næringsstoffer fra uorganiske grundstoffer som vand (H2O) og kuldioxid (CO2).
• Det kan udføres af forskellige autotrofe organismer, så længe de har fotosyntetiske pigmenter (det vigtigste er klorofyl). Det er processen med ernæring af planter (både terrestriske og akvatiske), alger, planteplankton, fotosyntetiske bakterier. Nogle få dyr er i stand til fotosyntese, herunder søsneglen Elysia chlorotica og den plettede salamander Ambystoma maculatum (sidstnævnte gør det takket være symbiose med en tang).
• Hos planter og alger foregår fotosyntesen i specialiserede organeller kaldet kloroplaster, hvori klorofyl findes. Fotosyntetiske bakterier besidder også klorofyl (eller andre analoge pigmenter), men de har ikke kloroplaster.
• Der er to typer fotosyntese, afhængigt af det stof, der bruges til at binde kulstoffet fra kuldioxid (CO2). Oxygen fotosyntese bruger vand (H2O) og producerer ilt (O2), som frigives til det omgivende miljø. Anoxygen fotosyntese bruger svovlbrinte (H2S) eller hydrogengas (H2), og producerer ikke ilt, men frigiver i stedet svovl.
• Siden det antikke Grækenland var forholdet mellem sollys og planter allerede postuleret. Fremskridt i studiet og forståelsen af ​​fotosyntese begyndte imidlertid at få betydning takket være bidragene fra en række videnskabsmænd fra det 18., 19. og 20. århundrede. For eksempel var den første til at demonstrere genereringen af ​​ilt i planter den engelske præst Joseph Priestley (1732-1804), og den første til at formulere den grundlæggende ligning for fotosyntese var den tyske botaniker Ferdinand Sachs (1832-1897). Senere, den biokemisk Amerikaneren Melvin Calvin (1911-1997) ydede endnu et enormt bidrag, idet han tydeliggjorde Calvin-cyklussen (en af ​​faserne af fotosyntesen), som gav ham Nobelprisen for Kemi i 1961.

Fotosyntese ligning

Den generelle ligning for oxygenisk fotosyntese er som følger:

Den korrekte måde at formulere denne ligning på kemisk, det vil sige den afbalancerede ligning for denne reaktion, er som følger:

Faser af fotosyntese

Den fotokemiske fase af fotosyntesen opstår i nærvær af sollys.

Fotosyntese som en kemisk proces forekommer i to forskellige stadier: lysstadiet (eller lysstadiet) og mørkestadiet, såkaldt fordi kun det første er direkte involveret i tilstedeværelsen af ​​sollys (hvilket ikke betyder, at det andet nødvendigvis sker i mørket) ).

• Lys eller fotokemisk fase. I denne fase finder lysafhængige reaktioner sted inde i planten, det vil sige, at planten fanger solenergi ved hjælp af klorofyl og bruger det til at producere ATP og NADPH. Det hele starter, når klorofylmolekylet kommer i kontakt med solstråling og elektroner af dens ydre skaller exciteres, hvilket genererer en elektrontransportkæde (svarende til elektricitet), som bruges til syntese af ATP (adenosintrifosfat) og NADPH (nikotinadenindinukleotidfosfat). Nedbrydningen af ​​et vandmolekyle i en proces kaldet "fotolyse" gør det muligt for et klorofylmolekyle at genvinde den elektron, det tabte ved excitation (excitationen af ​​flere klorofylmolekyler er påkrævet for at udføre lysfasen). Som et resultat af fotolyse af to vandmolekyler dannes et iltmolekyle, som frigives til atmosfære som et biprodukt af denne fase af fotosyntesen.
• Mørk eller syntetisk scene. Under denne fase, som finder sted i kloroplasternes matrix eller stroma, bruger planten kuldioxid og udnytter de molekyler, der er genereret i det foregående trin (kemisk energi) til at syntetisere stoffer organiske stoffer gennem et kredsløb af meget komplekse kemiske reaktioner kendt som Calvin-Benson cyklus. I løbet af denne cyklus, og gennem indgriben af ​​forskellige enzymer, tidligere dannet ATP og NADPH, syntetiseres glukose fra kuldioxid, som planten tager fra atmosfæren. Inkorporering af kuldioxid i forbindelser organisk er kendt som kulstoffiksering.

Betydningen af ​​fotosyntese

Fotosyntese frigiver ilt til atmosfæren og i vandet.

Fotosyntese er en vital og central proces i biosfæren af ​​flere årsager. Den første og mest åbenlyse er, at den producerer ilt (O2), en essentiel gas for respiration både i vand og i vand. luft. Uden planter er de fleste levende ting (inklusive menneske) de kunne simpelthen ikke overleve.

På den anden side, ved at absorbere det fra det omgivende miljø, fikserer planter kuldioxid (CO2) og omdanner det til organisk stof. Denne gas, som vi udånder, når vi trækker vejret, er potentielt giftig, hvis den ikke holdes inden for visse grænser.

Fordi planter bruger kuldioxid til at lave deres egne mad, faldet i planteliv på planeten påvirker stigningen af ​​denne gas i atmosfæren, hvor den fungerer som et middel til global opvarmning. For eksempel fungerer CO2 som en gas af drivhuseffekt, forhindrer overskud varme der når frem til jorden stråler ud af atmosfæren. Det anslås, at fotosyntetiske organismer hvert år binder omkring 100.000 millioner tons kulstof som organiske stoffer.