Fotosynthese

Fotosynthese is het proces waarbij planten en andere zaken voedsel maken. Het is een endotherm (neemt warmte op) chemisch proces dat zonlicht gebruikt om kooldioxide om te zetten in suikers die de cel kan gebruiken als energie. Naast planten gebruiken ook vele soorten algen, protisten en bacteriën het om voedsel te krijgen. Fotosynthese is erg belangrijk voor het leven op aarde. Uitzondering hierop zijn bepaalde organismen die hun energie direct halen uit chemische reacties; deze organismen worden chemo-autotrofen genoemd.

Fotosynthese kan op verschillende manieren gebeuren, maar er zijn enkele onderdelen die gemeenschappelijk zijn.

6 CO2(g) + 6 H2O + fotonen C6H12O6(aq) + 6 O2(g)

kooldioxide + water + lichtenergie → glucose + zuurstof

Het kooldioxide komt via de huidmondjes in het blad terecht door diffusie uit de atmosfeer.

Het water wordt uit de bodem geabsorbeerd door wortelhaarcellen, die een groter oppervlak hebben voor een verhoogde opname van water.

De fotosynthese gebeurt in de Chloroplast (die zich in de bladcellen bevindt) die Chlorofyl bevatten, het groene pigment dat de lichtenergie absorbeert. In de bladeren hebben de Palissade cellen veel chloroplasten om meer licht op te vangen. Op deze manier kan de plant meer fotosynthese doen.

Zuurstof is een afvalproduct: het wordt gebruikt voor de ademhaling of verspreidt zich terug uit het blad via de huidmondjes.

Glucose wordt gebruikt voor de ademhaling (om energie in de cellen vrij te maken). Het wordt opgeslagen in de vorm van zetmeel (dat weer wordt omgezet in glucose voor de ademhaling in het donker). Glucose kan ook worden omgezet in andere verbindingen voor groei en voortplanting, zoals cellulose, nectar, fructose, aminozuren en vetten.

Energie uit zonlicht, water dat door de wortels wordt geabsorbeerd en kooldioxide uit de atmosfeer produceren glucose en zuurstof door fotosynthese.
Energie uit zonlicht, water dat door de wortels wordt geabsorbeerd en kooldioxide uit de atmosfeer produceren glucose en zuurstof door fotosynthese.

Reacties

De fotosynthese heeft twee hoofdreeksen van reacties. Lichtafhankelijke reacties hebben licht nodig om te werken; en lichtonafhankelijke reacties, die geen licht nodig hebben om te werken.

Lichtafhankelijke reactie

De lichtenergie van de zon wordt gebruikt om de watermoleculen te splitsen (fotolyse). Het zonlicht raakt de chloroplasten in de plant, waardoor een enzym het water uit elkaar haalt. Water maakt, wanneer het gebroken is, zuurstof, waterstof en elektronen.

Waterstof zet samen met door licht bekrachtigde elektronen NADP om in NADPH, dat vervolgens in de lichtonafhankelijke reacties wordt gebruikt. Zuurstof verspreidt zich uit de fabriek als een afvalproduct van de fotosynthese, en ATP wordt gesynthetiseerd uit ADP en anorganisch fosfaat. Dit alles gebeurt in de grana van chloroplasten.

Lichtonafhankelijke reactie

Tijdens deze reactie worden suikers opgebouwd met behulp van koolstofdioxide en de producten van de lichtafhankelijke reacties (ATP en NADPH) en diverse andere chemicaliën die in de fabriek in de Calvijncyclus worden aangetroffen. Daarom kan de lichtonafhankelijke reactie niet plaatsvinden zonder de lichtafhankelijke reactie. Kooldioxide verspreidt zich in de fabriek en samen met chemicaliën in de chloroplast, ATP en NADPH wordt glucose gemaakt en uiteindelijk via translocatie rond de fabriek getransporteerd.

Diagram van een chloroplast
Diagram van een chloroplast

Vroege evolutie

De eerste fotosynthetische organismen zijn waarschijnlijk vroeg in de geschiedenis van het leven geëvolueerd. Ze hebben mogelijk reductiemiddelen zoals waterstof of waterstofsulfide gebruikt als bron van elektronen, in plaats van water. Cyanobacteriën verschenen later, en het teveel aan zuurstof dat ze produceerden droeg bij aan de zuurstofcatastrofe. Dit maakte de evolutie van het complexe leven mogelijk.

Doeltreffendheid

Vandaag de dag is de gemiddelde hoeveelheid energie die door fotosynthese wereldwijd wordt vastgelegd ongeveer 130 terawatt, wat ongeveer zes keer zo veel is als de huidige energie die door de menselijke beschaving wordt gebruikt. Fotosynthetische organismen zetten ook ongeveer 100-115 duizend miljoen ton koolstof om in biomassa per jaar.


Gerelateerde pagina's


AlegsaOnline.com - 2020 / 2021 - License CC3