Biology for Majors I (Norsk)

Identifiser de grunnleggende komponentene og trinnene i fotosyntese

Prosessene i alle organismer – fra bakterier til mennesker – krever energi. For å få denne energien får mange organismer tilgang til lagret energi ved å spise, det vil si ved å innta andre organismer. Men hvor kommer den lagrede energien i maten? All denne energien kan spores tilbake til fotosyntese.

Fotosyntese er viktig for alt liv på jorden; både planter og dyr er avhengige av det. Det er den eneste biologiske prosessen som kan fange energi som har sin opprinnelse i verdensrommet (sollys) og konvertere den til kjemiske forbindelser (karbohydrater) som hver organisme bruker for å drive metabolismen. Kort fortalt blir energien fra sollys fanget og brukt til å stimulere elektroner, som deretter lagres i kovalente bindinger av sukkermolekyler. Hvor langvarige og stabile er disse kovalente bindingene? Energien utvunnet i dag ved forbrenning av kull og petroleumsprodukter representerer sollysenergi fanget og lagret av fotosyntese for rundt 300 millioner år siden.

Planter, alger og en gruppe bakterier kalt cyanobakterier er de eneste organismer som er i stand til utføre fotosyntese (figur 1). Fordi de bruker lys til å produsere sin egen mat, kalles de fotoautotrofer (bokstavelig talt «selvmatere som bruker lys»). Andre organismer, som dyr, sopp og de fleste andre bakterier, kalles heterotrofer («andre matere»), fordi de må stole på sukker produsert av fotosyntetiske organismer for deres energibehov. En tredje veldig interessant gruppe bakterier syntetiserer sukker, ikke ved å bruke solens energi, men ved å utvinne energi fra uorganiske kjemiske forbindelser; derfor blir de referert til som chemoautotrophs.

Figur 2. Photoautotrophs inkludert (a) planter, (b) alger, og (c) cyanobakterier syntetiserer sine organiske forbindelser via fotosyntese ved bruk av sollys som energikilde. Cyanobakterier og planktonalger kan vokse over enorme områder i vann, til tider dekke overflaten. I en (d) dyphavsventil, fanger kjemoautotrofer, som disse (e) termofile bakterier, energi fra uorganiske forbindelser for å produsere organiske forbindelser. Økosystemet rundt ventilasjonene har et variert utvalg av dyr, som tuborm, krepsdyr og blekkspruter som henter energi fra bakteriene. (kreditt a: modifikasjon av arbeid av Steve Hillebrand, US Fish and Wildlife Service; kreditt b: modifikasjon av arbeid ved «eutrofiering & hypoksi» / Flickr; kreditt c: modifikasjon av arbeid ved NASA; kreditt d: University of Washington, NOAA; kreditt e: modifikasjon av arbeid av Mark Amend, West Coast and Polar Regions Undersea Research Center, UAF, NOAA)

Figur 2. Energien som er lagret i karbohydratmolekyler fra fotosyntese passerer gjennom næringskjeden. Rovdyret som spiser disse hjortene får en del av energien som oppsto i den fotosyntetiske vegetasjonen som hjorten forbrukte. (kreditt: modifikasjon av arbeid av Steve VanRiper, US Fish and Wildlife Service)

Viktigheten av fotosyntese er ikke bare at den kan fange sollysets energi. En firfirsle som soler seg selv på en kald dag, kan bruke solens energi til å varme opp. Fotosyntese er viktig fordi den utviklet seg som en måte å lagre på energien i solstråling («foto» -delen) som høyenergielektroner i karbon-karbonbindinger av karbohydratmolekyler («syntese» -delen). Disse karbohydratene er energikilden som heterotrofer bruker for å drive syntesen av ATP via respirasjon. Derfor driver fotosyntese 99 prosent av jordens økosystemer. Når et topprovdyr, som en ulv, bytter på en hjort (figur 2), er ulven på slutten av en energibane som gikk fra kjernefysiske reaksjoner på solens overflate, til lys, til fotosyntese, til vegetasjon, til hjort, og til slutt til ulv.

Hva du lærer å gjøre

• Identifiser reaktantene og produktene fra fotosyntese
• Beskriv det synlige og elektromagnetiske lysspekter som de gjelder for fotosyntese
• Beskriv de lysavhengige reaksjonene som finner sted under fotosyntese
• Identifiser de lysuavhengige reaksjonene i fotosyntese

Læringsaktiviteter

Læringsaktivitetene for denne delen inkluderer følgende:

• En oversikt over fotosyntese
• Spektrum av lys
• Lysavhengige reaksjoner
• Lysuavhengige reaksjoner
• Fotosyntese
• Selvkontroll: Fotosyntese

Bidra!

Forbedre denne sidenFinn ut mer