Fotosyntesen er prosessen der planter gjør lysenergi om til kjemisk energi lagret i glukose. Den skjer i kloroplastene, som består av små membransekker kalt tylakoider, organisert i stabler kalt grana. Prosessen deles inn i en lysavhengig reaksjon i tylakoidmembranen og en lysuavhengig reaksjon i stroma.
Denne artikkelen tar for seg reaksjonsligningen, oppbygningen av kloroplasten, hva antennekomplekser og reaksjonssentre gjør, og forskjellen på eksitasjon og emisjon. Det er stoff som kommer direkte på Biologi 2-eksamen.
Hva er fotosyntesen?
Fotosyntese er prosessen der planter omdanner lysenergi fra sola til kjemisk energi i form av glukose, altså sukker. Glukosen er plantens energikilde, og brukes til vekst og til alle livsviktige prosesser i planten.
Formelen for fotosyntesen
Reaksjonsligningen for fotosyntesen oppsummerer hele prosessen i én linje:
6 CO₂ + 6 H₂O + lysenergi → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂
Seks karbondioksid og seks vann blir til ett glukosemolekyl og seks oksygen, drevet av energien i lyset. Ligningen for celleånding er den samme lest baklengs. Fotosyntesen lagrer energien, celleåndingen henter den ut igjen.
Planten tar altså opp karbondioksid fra lufta og vann fra jorda. Med lysenergi som drivkraft lages glukose, og oksygen frigjøres som biprodukt. Oksygenet vi puster inn kommer herfra.
Hvor skjer fotosyntesen?
Fotosyntesen foregår i kloroplastene i plantecellene. Kloroplasten har en struktur som er verdt å kunne i detalj, fordi de to delreaksjonene skjer på hvert sitt sted.
Tylakoider, grana og stroma
Inne i kloroplasten ligger små membransekker som kalles tylakoider. Tylakoidene ligger stablet oppå hverandre i stabler som kalles grana. Væsken som omgir tylakoidene, kalles stroma. Husk fordelingen: den lysavhengige reaksjonen foregår i tylakoidmembranen, den lysuavhengige reaksjonen foregår i stroma.
Klorofyll og antennekomplekser
I tylakoidmembranen sitter klorofyll, det grønne pigmentet som absorberer lys. Det er klorofyllet som gir plantene fargen deres. Klorofyllmolekylene ligger ikke spredt utover. De er organisert i grupper som kalles antennekomplekser.
Antennekompleksene fanger opp lysenergi over et større område og sender energien videre inn til et reaksjonssenter. Det er i reaksjonssenteret lysenergien faktisk brukes til å starte de første reaksjonene i fotosyntesen. Tenk på det som en parabolantenne: mange molekyler samler inn energi og leverer den til ett punkt.
Eksitasjon og emisjon: hva som skjer med elektronet
Når klorofyll absorberer lys, får et elektron tilført energi og hopper opp til et høyere energinivå. Dette kalles eksitasjon. Elektronet blir ikke værende der oppe. Etter kort tid faller det tilbake til det opprinnelige energinivået, og energien frigjøres igjen. Dette kalles emisjon. I fotosyntesen blir denne frigjorte energien fanget opp og brukt videre i de kjemiske reaksjonene, i stedet for å gå tapt som lys eller varme.
De to delene av fotosyntesen
Fotosyntesen består av to hoveddeler som henger sammen. Rekkefølgen her er viktig.
Den lysavhengige reaksjonen
Denne delen kommer først, og den krever lys. Den foregår i tylakoidmembranen. Her produseres energibærerne ATP og NADPH, som skal brukes videre i neste steg. Det er også her vann spaltes, og det er der oksygenet som slippes ut kommer fra.
Den lysuavhengige reaksjonen
Denne delen trenger ikke lys direkte, men den er helt avhengig av ATP og NADPH fra den lysavhengige reaksjonen. Den foregår i stroma. Her bindes karbondioksid inn og bygges om til glukose. Denne delen kalles også Calvinsyklusen. Navnet «lysuavhengig» er litt misvisende. Reaksjonen kan ikke gå lenge i mørket, rett og slett fordi ATP og NADPH tar slutt.
Fotosyntesen enkelt forklart: de to reaksjonene
| Egenskap | Lysavhengig reaksjon | Lysuavhengig reaksjon |
| Sted | Tylakoidmembranen | Stroma |
| Trenger lys | Ja | Nei, men trenger ATP og NADPH |
| Produkter | ATP, NADPH, O₂ | Glukose |
| Bruker | Lys og vann | CO₂, ATP og NADPH |
Kort oversikt over de to reaksjonene
Den første vanlige feilen er å tro at den lysuavhengige reaksjonen skjer om natta. Den er uavhengig av lys i seg selv, men avhengig av produktene fra den lysavhengige reaksjonen. Uten ATP og NADPH stopper den opp.
Så må du plassere reaksjonene riktig. Lysavhengig i tylakoidmembranen, lysuavhengig i stroma. Dette kan bli spurt om direkte på eksamen.
Videre er det lett å blande grana og stroma. Grana er stablene av tylakoider. Stroma er væsken rundt. Enkelt nok, men det går ofte galt.
Og til slutt: oksygenet som frigjøres kommer fra spaltingen av vann, og ikke fra karbondioksid. Mange roter med dette.
Ofte stilte spørsmål
Hvorfor er planter grønne?
Hva er forskjellen på fotosyntese og celleånding?
Hva gjør antennekompleksene?
Hva er forskjellen på eksitasjon og emisjon?
Hvor i kloroplasten skjer de to reaksjonene?
Lær mer
Fotosyntesen er stoff der detaljene i kloroplastens oppbygning avgjør om du klarer eksamensoppgavene. På EnkelEksamen finner du videoundervisning i Biologi 2 som gjennomgår både fotosyntesen og celleåndingen med oppgaver til hver leksjon.
REA3036
Biologi 2 – Privatist
REA3036, REA3037
Biologi 2 – VGS
