Meny

Hemmaodlat

Fotosyntesen - Del II

Fotosyntesen - Del II

I den här avslutande delen går vi in i detalj hur ljusreaktionerna och calvincykeln tillsammans producerar glukos för att bygga växten.

Växtbelysning

Växtbelysning

Allt du behöver veta om växtbelysning för odling i hemmet. Vi går igenom vanliga växtbelysningar, ger dig köpråd och svar på frågor som "Hur mycket ljus behöver växterna?" och om LED är mycket bättre än lysrör. En guide för nybörjare och den vana odlaren, ställ gärna frågor.

Fotosyntesen - Del 1

Fotosyntesen är en fantastisk process som sker varje dag och utan den hade vi inte funnits. Lär dig mer om fotosyntesen i den här första av två delar.

Niklas Hjelm Av Niklas Hjelm

Innehåll

Det började med cyanobakterier

CyanobakterieDu har av en händelse kommit över en tidsmaskin och beslutar dig för att åka tillbaka 2,5 miljarder år i tiden för att se hur jorden såg ut då, bad idea! Detta var innan fotosyntesen och atmosfären var därför i stort sett fri från syre. Du hade dött inom 45 sekunder eller så länge du kan hålla andan! Det liv som fanns då levde i havet och var anaerobt, det behövde alltså inte syre för att leva. Men som så ofta händer så utvecklas livet och dessutom på ett sätt som skulle komma att förändra jorden på ett omvävlande sätt. Cyanobakterierna hade sett dagens ljus och den stora syresättningen av jorden hade börjat.

Det som skillde cyanobakterier från sina föregångare var att de kunde utnyttja en väldig rik källa till energi, nämligen solen. Detta gav dem en stor fördel vilket gjorde att de förökade sig väldigt snabbt, vilket i sig inte hade varit ett problem för de andra bakterierna om det inte varit för en sak, syret. Biprodukten av fotosyntesen är syre och om det är en sak anaeroba bakterier inte gillar så är det just syre. Cyanobakterierna tog kål på allt annat liv i en rasande fart och de som klarade sig gjorde det genom att söka sig till syrefattiga miljöer på havsbotten.  Allt eftersom havet och atmosfären syresattes började den väldigt reaktiva syrgasen reagera med järn i havet. När järn oxiderar så får vi rost vilket gjorde att under lång lång tid fylldes havsbottnarna med oxiderat järn som fallit ner till botten. Samma järn kan vi idag bryta från järnådror tydligt synliga i bergen.

Men cyanobakterierna nöjde sig inte med att bara ta över haven (algblomning, även fast de inte är alger). De var inställda på världsherravälde och det var precis vad de skulle få. Allteftersom syrenivåerna började stiga i atmosfären så upptäckte fler och fler arter att det här med andning är mer fördelaktigt än att inte andas, helst med tanke på att det blev mer och mer syre i atmosfären. Det som väntade härnäst är anledningen till att vi sitter här idag, cyanobakterierna bildade en symbios med eukaryota celler. De flyttade helt enkelt in i cellkärnan, vilket cellen kanske först var lite skeptisk till (som alla singlar), men inom kort insåg cellen att den här bakterien faktiskt kan skapa energi genom solen, den behåller vi! Sisådär en 2 mijarder år från det att cyanobakterierna kommit till världen hittade växterna upp på land där de verkligen satte fart på syresättningen tack vare sin symbios med cyanobakterierna och fotosyntesen.

Ordförklaringar:

  • ATP: Energi som växten använder sig av.
  • Interveinal chlorosis: Gulnande mellan bladen
  • Calvin cykeln: Den andra delen av fotosyntesen där koldioxid används för att producera glukos.
  • Klorofyll: Ett pigment som reagerar med ljus, är det som ger växter sin gröna färg.
  • Kloroplast: Organell (från cyanobakterier) som lever i cellen och sköter fotosyntesen.
  • Glukos: Även kallat druvsocker är en enkel sockerart (monosackarid). Används som energikälla för växterna och fungerar också som byggstenar (polysackariderna) för cellulosa (växternas cellväggar).
  • Mobilt ämne: Växten kan dra näring från äldre blad för att ge till nya.

För att fotosyntesen ska fungera så krävs tre saker.

  1. Sol, eller ljus på annan väg 

    I bladen finns speciella organeller som kallas för kloroplaster. I dessa kloroplaster finns det olika typer av pigment där det vanlig ett vanligt förekommande pigment är klorofyll. När ljuset träffar klorofyllet ger det energi som växten kan använda.

  2. Koldioxid från atmosfären

    Under bladen finns små öppningar som kallas stomata. Dessa reglerar gasutbytet mellan koldioxid och syre. Koldioxid kommer in och syre kommer ut.

  3. Vatten

    Vatten tillsammans med näring i form av salter tas upp av rötterna och transporteras ut i växtens olika delar via rör som heter xylem.

  4. Näring

    Främst genom rötterna men i vissa fall även genom bladen.

Denna input ger två saker.

  1. Syre

    Biprodukt när vattenmolekylen klyvs.

  2. Glukos

    Lagrad energi som växten använder sig av för energi och tillväxt.

Fotosyntesen kan dock inte fungera om inte växten får den näring den behöver. Flera olika näringsämnen påverkar fotosyntesen främst genom produktionen av pigmentet klorofyll. Om denna produktion slutar fungera tappar klorofyllet sin färg och produktionen av socker blir lidande. Om inget görs åt bristen kommer växten till slut dö. 

Klorofyllmolekyl

Klorofyllmolekylen A och B har en Magnesiumatom i mitten omgiven av kväveatomer.

Några vanliga näringsbrister och vilken roll de spelar i fotosyntesen:

  1. Kväve (N)

    En del av klorofyllmolekylen, pigmentet som ger växterna sin oftast gröna färg.  Mobilt ämne vilket innebär att äldre blad påverkas först genom att hela bladet bleknar.

  2. Fosfor (P)

    Behövs för formande av ATP och ADP vilken är den energi som driver Calvin cykeln (Oxidativ fosforylering). Mobilt ämne som syns genom att bladen kan bli blå/lila på undersidan. De stannar oftast i tillväxten och stjälkarna blir svagare.

  3. Kalium (K)

    Spelar en viktig roll i reglerandet av stomatan som reglerar gasutbytet (syre/koldioxid). Mobilt ämne som visar sig på äldre blad först genom att bladen rullar ihop sig och kanterna blir brända. Även interveinal chlorosis (bladet gulnar mellan venerna) är vanligt.

  4. Magnesium (Mg)

    Spelar central roll för uppbyggande av  klorofyll då det är en magnesium jon som bygger upp molekylen. Mobilt ämne som visar sig genom interveinal chlorosis på de äldre bladen.

  5. Järn (Fe)

    Spelar en viktig roll i bildandet av klorofyll och ATP. Är ej mobilt så brister visar sig på de yngre bladen först genom interveinal chlorosis och långsam tillväxt.

Om ljus

Ljus är elektromagnetisk strålning från solen eller en annan ljuskälla. Ljus är både en våg och en partikel. Partikeln agerar som en energibärare för fotoner vilket är det som växterna utnyttjar för fotosyntesen. När man pratar om ljus som en våg så pratar man om våglängden och frekvensen.

Desto lägre frekvens desto längre vågor och desto mindre energi. Desto kortare våglängd, desto högre frekvens och desto mer energi.

Spektrumet går från radiovågor som har väldigt långa vågor (storlek som fotbollsplan) till gammastrålning (storlek cellkärna) som har väldigt korta vågor. En del elektromagnetisk strålning är skadligt såsom ultraviolett ljus (vilket ger oss solbränna) medan andra är ofarliga som radiovågor. I jordens tidiga ålder fanns inget ozonlager. Det var först när syremängden ökat i atmosfären och ozonlagret bildats som liv kunde ta sig ur vattnet utan att dö av UV-strålningen. Nuförtiden använder man UV-ljus för att döda skadliga bakterier inom hydroponisk odling t.ex.

Ljus som vi ser och inte ser.

Olika våglängder har olika färger och det spektrum som vi människor kan se färger i är väldigt smalt. Ett exempel på detta är glödlampan som ger ifrån sig 10% synligt ljus och där resterande 90% försvinner som värme i det infraröda spektrumet, ett spektrum som vi inte kan se. Många insekter ser ljus i infrarött så blommor kan uppfattas väldigt annorlunda för en pollinerare än för oss människor. 

Ljusspektrum

Pigment i kloroplasterna

Till skillnad från oss människor så använder växterna energin som finns lagrad i fotonerna för att växa. När ljuset träffar pigmenten så kan de få en skjuts upp till en högre energinivå. Det gäller att knipa elektronen när den är i detta högre tillstånd vilket pigmenten gärna hjälper till med genom ett ge ifrån sig elektroner. Detta startar en avancerad reaktion som vi kommer ta upp i del två.

Hur ljus tas upp av växter

Speciella pigment (främst klorofyll) fångar energin som finns i fotonerna och utnyttjar dem för fotosyntes. Dessa pigment absorberar ljus/energi vid specifika våglängder, främst vid 400nm och 700nm för klorofyll a och b. Allt annat ljus studsar vilket är anledningen till att blad främst är gröna. Klorofyll absorberar inte grönt ljus i lika stor mängd som blått och rött.

Varför är vissa blad röda?

Det finns olika pigment som absorberar olika våglängder av ljus. Karotenoiderna t.ex fångar solljus som inte tas upp av klorofyll. Det finns cirka 600 kända karentoider, indelade i gula xantofyll och röda och orangea karentoider. Dessa absorberar blått ljus och ser gula, röda eller orangea ut för oss.  

Nackdelen med att ha röda blad är att när det är mindre ljus så blir deras fotosyntes mindre effektiv. Det är dock ingen skillnad på soliga dagar då det snarare kan vara en fördel då röda antocyaniner (röda färgen i höstlöv när klorofyllet är borta) skyddar bladen från skarpt ljus genom att de absorberar ultraviolett ljus. Det röda kan även funka som växtskydd då djur många djur/insekter kopplar ihop denna färg med giftighet. 



Nyligen uppdaterade artiklar

Laddar