Hvordan fungerer fotosyntese?

Hvad er fotosyntese?

Fotosyntese er den biologiske proces, hvorved planter, alger og visse bakterier omdanner lysenergi til kemisk energi lagret i glukose. Det er grundlaget for næsten alt liv på Jorden. Formlen er: 6CO₂ + 6H₂O + lysenergi → C₆H₁₂O₆ + 6O₂.

Processen finder sted i kloroplasterne – grønne organeller i planteceller. Klorofylmolekyler i kloroplasterne absorberer primært rødt og blåt lys (men reflekterer grønt – derfor er planter grønne) og bruger energien til at drive kemiske reaktioner.

Sådan fungerer det

Fotosyntese er opdelt i to faser:

• Lysreaktionerne (i thylakoidmembranen): Klorofyl absorberer lys og bruger energien til at spalte vand (H₂O) i brint og oxygen. Oxygen frigives som biprodukt. Energien gemmes i ATP og NADPH.
• Calvincyklus / mørkereaktion (i stromaet): ATP og NADPH bruges til at "fixere" CO₂ fra luften ind i organiske molekyler. Gennem en serie reaktioner dannes G3P, som planten bygger glukose fra.

En enkelt plantecelle kan indeholde op til 100 kloroplaster, og en kloroplast har tusindvis af klorofylmolekyler. Effektiviteten er ca. 6-8% for solenergi til glukose – langt mere end menneskeskabte solceller kunne for blot 30 år siden.

Interessante fakta

• Fotosyntese producerer 100 milliarder ton organisk kulstof globalt per år.
• Havets fytoplankton producerer over halvdelen af jordens ilt – mere end alle regnskove tilsammen.
• Klorofyl absorberer rødt og blåt lys, men reflekterer grønt – det er derfor planter ser grønne ud.
• Planter bruger kun ca. 1-2% af det sollys, der rammer dem. Resten reflekteres eller omdannes til varme.
• Cyanobakterier opfandt fotosyntese for ca. 3,5 milliarder år siden og ændrede Jordens atmosfære.

Ofte stillede spørgsmål

Hvad sker med planter i mørke?

I mørke stopper lysreaktionerne, men Calvincyklus kan kortvarigt fortsætte med lagret ATP. Planter respirer hele døgnet (som dyr), men om dagen overstiger fotosyntesen respiration markant, så nettoresultatet er iltproduktion. Om natten frigiver planter CO₂ via respiration.

Hvorfor bliver blade gule om efteråret?

Om efteråret nedbrydes klorofyl i bladene som forberedelse til vinterhvile. Det grønne klorofyl maskerer om sommeren gule xanthofyller og orange carotenoider. Når klorofyllet er væk, fremtræder disse gule/orange pigmenter. Røde farver (anthocyaniner) dannes aktivt som beskyttelse.