Biologi 2 – Fotosyntesen

Lastet opp i kategorien Biologi 2 den 07.02.2012

Foregår i kloroplasten hos plantene.

Plantene omdanner lysenergi til kjemisk energi.

            I lysreaksjonen blir lysenergien bundet som kjemiskenergi i form av NADPH og ATP.

            I mørkereaksjonen blir CO2 fiksert til glukose ved hjelp av NADPH og ATP.

Reaksjonsligning: 6CO2 + 12 H2O – C6H12O6 + 6H2= + 6CO2

Lyset består av fotoner. Blått lys har fotoner med mer energi enn fotonene til rødt lys.

Når fotoner treffer et molekyl:

  1. fotonet blir reflektert, grønt lys
  2. fotonet går tvers gjennom, transmittert
  3. fotonet blir absorbert, (rødoransj og blålilla) i kloroplasten eller andre pigmenter
    1. energien i fotonet blir overført til molekylet,

i.     molekylet blir eksitert

  1. molekylet får eksitasjonsenergi

Eksitasjonsenergien gjør at molekylet vibrerer og sender videre energien til et annet molekyl.

Kloroplasten finnes i plantecellen. Den omformer lysenergi til kjemisk energi ved bruk av lys, CO2 og vann. Kloroplasten har egen DNA, plastom. Plastom koder for flere av proteinene som brukes under fotosyntesen. Kloroplasten ser slik ut:

Reaksjonene i fotosyntesen

  1. Fotodelen (lysreaksjonen) skjer i tylakloidmembranen.
    1. FS 2:

i.     Fotoner fra det kortbølgete lyset blir absorbert av pigmentene og overført til kjernen av reaksjonssenteret, som er et klorofyll a-pigment. Klorofyllet (pigmenter i kloroplasten som absorberer fotoner) får eksitasjonsenergi og vibrerer og sender videre det eksiterte elektronet i elektronkjeden (til et protein, cytokrom). Klorofyllet oksideres.

ii.     Noe av eksitasjonsenergien blir brukt til å spalte H2O i lumen slik at det blir dannet oksygen og frigjort elektroner. H2O – 2H+ + 1/2O2 + 2e-

iii.     En av de frigjorte elektronene erstatter det eksiterte elektronet i klorofyllet. Klorofyll blir redusert. Det skjer en redoks reaksjon.

iv.     Elektronene overføres til nye proteiner ved redoksreaksjoner.

v.     Siden elektronene reagerer med klorofyllet vil H+ fra vannspaltingen gjøre lumen positiv.

  1. FS 1:

i.     Fotoner fra langbølgetlys blir absorbert av pigmenter i et klorfyllmolekyl og overført til kjernen av reaksjonssentret (et klofyll a-pigment).

ii.     Den tilførte energien eksiterer elektronet fra klorofyllet og sender det videre til en ny elektrontransportkjede.

iii.     Energi fra to eksiterte elektroner blir brukt til å redusere NADP+ til NADPH + H+

iv.     Fordi elektronene til den spaltede vannmolekylet er sendt videre til elektrontransportkjeden, gjør H+-atomene lumen positiv ladet. H+-atomene går da ut gjennom ATPase i tyklaoidmembranen og ut i stroma. Ved hjelp av flere H+ omdanner ATPase ADP til ATP ved å hente fosfat grupper.

v.     Klorofyllelektronene eksiteres, klorofyllet tar bare opp det langbølgete lyset.

vi.     Redoks til proteiner

vii.     Enzymet ATPase vil få ADP til å ta opp og binde enda en fosfat slik at det blir omdannet til ATP. H+ i lumen vil også strømme inn til stroma gjennom ATPase og bindes til NADP der slik at det blir NADPH. NADP+ + H+ + 2e- -> NADPH

  1. Syntesedelen (mørkereaksjonen) skjer i stroma. CO2 og et hydrokarbon blir satt sammen (skjer seks ganger) til glukose ved hjelp av ATP og NADPH
    1. Karbonfiksering

i.     Enzymet rubisco (verdens vanligste/viktigste protein) setter sammen CO2 og et 5-karbon molekyl ved hjelp av H2O. Det blir dannet to 3-karbon molekyler.

  1. Reduksjon og dannelse av sukker

i.     De to 3-karbon molekylene blir redusert ved hjelp av ATP og NADPH. Det blir dannet to 3-karbon molekyler og et glukosemolekyl. ATP blir til ADP og NADPH blir il NADP.

  1. Regenering

Andre former for fotosyntese

Bruker ikke H2O som elektrondonor, men H2S, H2, NH3 og andre. Det vil si avfallsstoffene fra anaerob celleånding.

Har andre fotosyntesepigmenter enn klorofyll a og b. De er tilpasset andre lysforhold. Disse finnes kun hos laverestående planter og fotosynteserende bakterier.

no