Biology for Majors I (Dansk)

Identificer de grundlæggende komponenter og trin i fotosyntese

Processerne i alle organismer – fra bakterier til mennesker – kræver energi. For at få denne energi får mange organismer adgang til lagret energi ved at spise, det vil sige ved at indtage andre organismer. Men hvor stammer den lagrede energi i mad? Al denne energi kan spores tilbage til fotosyntese.

Fotosyntese er afgørende for alt liv på jorden; både planter og dyr er afhængige af det. Det er den eneste biologiske proces, der kan fange energi, der stammer fra det ydre rum (sollys) og omdanne den til kemiske forbindelser (kulhydrater), som enhver organisme bruger til at drive sit stofskifte. Kort sagt fanges sollysens energi og bruges til at aktivere elektroner, som derefter opbevares i de kovalente bindinger af sukkermolekyler. Hvor langvarige og stabile er disse kovalente bindinger? Den energi, der i dag udvindes ved forbrænding af kul og olieprodukter, repræsenterer sollysenergi fanget og lagret ved fotosyntese for omkring 300 millioner år siden.

Planter, alger og en gruppe bakterier kaldet cyanobakterier er de eneste organismer, der er i stand til udføre fotosyntese (figur 1). Fordi de bruger lys til at fremstille deres egen mad, kaldes de fotoautotrofer (bogstaveligt talt “selvfødere, der bruger lys”). Andre organismer, såsom dyr, svampe og de fleste andre bakterier kaldes heterotrofer (“andre fødere”), fordi de skal stole på det sukker, der produceres af fotosyntetiske organismer for deres energibehov. En tredje meget interessant gruppe bakterier syntetiserer sukker ikke ved hjælp af sollysens energi, men ved at udvinde energi fra uorganiske kemiske forbindelser; derfor betegnes de som kemoautotrofer.

Figur 2. Fotoautotrofer inklusive (a) planter, (b) alger og (c) cyanobakterier syntetiserer deres organiske forbindelser via fotosyntese ved hjælp af sollys som energikilde. Cyanobakterier og planktonalger kan vokse over enorme områder i vand og til tider dække overfladen. I en (d) dybhavsventilator fanger kemoautotrofer, såsom disse (e) termofile bakterier, energi fra uorganiske forbindelser til dannelse af organiske forbindelser. Økosystemet omkring ventilationsåbningerne har en bred vifte af dyr, såsom rørorme, krebsdyr og blæksprutter, der henter energi fra bakterierne. (kredit a: modifikation af arbejde af Steve Hillebrand, US Fish and Wildlife Service; kredit b: modifikation af arbejde ved “eutrofiering & hypoxi” / Flickr; kredit c: modifikation af arbejde ved NASA; kredit d: University of Washington, NOAA; kredit e: ændring af arbejde af Mark Amend, West Coast and Polar Regions Undersea Research Center, UAF, NOAA)

Figur 2. Den energi, der er lagret i kulhydratmolekyler fra fotosyntese, passerer gennem fødekæden. Rovdyret, der spiser disse hjorte, modtager en del af den energi, der stammer fra i den fotosyntetiske vegetation, som hjorten forbrugte. (kredit: modifikation af arbejde af Steve VanRiper, US Fish and Wildlife Service)

Betydningen af fotosyntese er ikke kun, at den kan fange sollysets energi. En firben, der soler sig selv på en kold dag, kan bruge solens energi til at varme op. Fotosyntese er afgørende, fordi den udviklede sig som en måde at opbevare på energien i solstråling (“foto” -delen) som elektroner med høj energi i kulstof-kulstofbindingerne i kulhydratmolekyler (“syntese” -delen). Disse kulhydrater er den energikilde, som heterotrofer bruger til at drive syntesen af ATP via respiration. Derfor driver fotosyntese 99 procent af Jordens økosystemer. Når et top-rovdyr, såsom en ulv, byder på et rådyr (figur 2), er ulven i slutningen af en energibane, der gik fra atomreaktioner på solens overflade, til lys, til fotosyntese til vegetation, til rådyr og til sidst til ulv.

Hvad du lærer at gøre

• Identificer reaktanter og produkter fra fotosyntese
• Beskriv det synlige og elektromagnetiske lysspektrum, når de gælder for fotosyntese
• Beskriv de lysafhængige reaktioner, der finder sted under fotosyntese
• Identificer de lysuafhængige reaktioner i fotosyntese

Læringsaktiviteter

Læringsaktiviteterne i dette afsnit inkluderer følgende:

• En oversigt over fotosyntese
• Lysspektrum
• Lysafhængige reaktioner
• Lysuafhængige reaktioner
• Fotosyntese
• Selvkontrol: Fotosyntese

Bidrag!

Forbedr denne sideFå flere oplysninger