Meny

Hemmaodlat

Fotosyntesen - Del 1

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.

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 II

I den här sista delen kommer vi gå in mer på djupet hur exakt hur växter omvandlar solens energi tillsammans med koldioxid och vatten till glukos och syre.

Niklas Hjelm Av Niklas Hjelm

I första delen pratade vi om hur cyanobakterierna tog över världen och på så vis syresatte atmosfären, vilket gör att vi kan leva på planeten sidådär en 2,5 miljarder år senare. Vi gick också igenom hur fotosyntesen funkade på ett överskådligt sätt där ljus, koldioxid och vatten är vår input och syre och glukos är vår output. Vi pratade också om ljusspektrum och inom vilket spektrum växter tar upp ljus och sist hur några vanliga brister ser ut och vilken roll de spelar i fotosyntesen. Känner du dig osäker på detta så rekommenderar jag att du läser Fotosyntesen - Del I först. 

Ordförklaringar

Fotosystem II P680
680 står för hur mycket fotosystemet kan absorbera i den röda delen av det synliga spektrumet (680 nm). 

Fotosystem I P700
Kan maximalt ta upp 700 nm. Mer komplext då det har fler antennpigment och fler enheter. Kan användas både cykliskt och icke cyklist. 

Foton
En bärare av ett paket med energi som reagerar med klorofyllet i bladen.

ATP (Adenosintrifosfat)
Används för att binda energin i fotosyntesen. 

Kloroplast
Organell i cellen som innehåller pigment som fångar solens ljus. 

Stomata
Öppningar på undersidan av bladet som reglerar släpper in CO2 och släpper ut 02.

Glukos (druvsocker)
En enkel sockerart som används som byggsten för växten. Är slutprodukten i fotosyntesen.

 

För att fotosyntesen ska fungera så krävs två viktiga delar; Ljusreaktioner och Calvincykeln.

Blad 

Låt oss först ta reda på var allting sker. Här ovan ser vi en genomskärning av ett blad. Precis under övre epidermis (växtens hud) så finner vi grundvävnaden (mesofyll) bestående av en övre del (pallisadvävnaden och en undre del svampparenkym). Kloroplasterna är en organell som är en del av cellen och återfinns främst i den övre vävnaden. Vi måste dock gå ännu djupare för att börja förstå hur fotosyntesen går till. Vad som är bra att ha med sig redan nu är att koldioxiden som behövs tas in genom klyvcellen (stomatan) som syns i botten av genomskärningen. 

Kloroplast

Nu har vi zoomat in på en enskild kloroplast. Om vi börjar utifrån så ser vi att det finns både ett yttre och ett inre membran. Innanför membranen finner vi en vätska som håller tylakoidmembranen som är staplade ovanpå varandra och sammankopllade. Det är inne i dessa tylakoider som ljusreaktionerna som driver fotosyntesen sker. Detta sker med hjälp av fotosystem och elektrontransportkedjor. Produkten av dessa ljusreaktioner ger energi till calvincykeln där kol binds och glukos produceras. 

Fotosystem

Ett fotosystem är ett kluster av fotopigment (klorofyll A, B och Karentoider) som är inbäddade i tylakoidernas membran. Det finns två stycken fotosystem som absorberar ljus (energi) vid olika våglängder, detta då de har olika typer av pigment.  Antennpigment är väldigt bra på att fånga in solens energi vilket leder till att elektronerna ”hoppar upp” till ett skal som innehåller mer energi. Man säger att de blir exciterade. När energin fångats så överförs den inom fofosystemet tills det att det når ett reaktionscentra. Se det som att elektronen äntligen hittat busstationen och väntar på sin buss i form av en elektronacceptor. Elektronacceptorn slussar elektronen (fortfarande med mycket energi) till elektrontransportkedjan där energin tas till vara för att bilda ATP (förenklat).

Det finns två typer av fotosystem inbäddade i membranen där det ena är cykliskt och det andra inte är det. I det första (Fotosystem II*) så levereras alltså elektronen vidare till Fotosystem I där den återvinns cykliskt (till skillnad från Fotosytem II.

* Anledningen till att fotosystem I kommer efter II är för att man upptäckte I först men insåg att den ligger efter i processen först efter att man upptäckt II, alltså får II komma först. 

Det är lätt att bli förvirrad här men titta på skissen nedan så blir det tydligare (förenklad). 

Fotosystem Tylakoid

Icke Cyklisk - P680 Fotosystem II

Börjar i fotosystem II (P680), studsar tills det når reaktionscentrat och förs över till ETC där den ger ifrån sig sin energi för att skapa ATP. Tillskillnad från den cykliska gången så återgår inte elektronen till fotosystem II utan går vidare till fotosystem I (P700). Här kan elektronen träffas av ljus en andra gång och allting kan upprepa sig. När den kommit till slutet av sin andra elektrontransportkedja så återgår den inte längre utan plockas upp av en molekyl som heter NADP+ som samtidigt plockar åt sig en vätejon (H+) och bildar NADPH. 

Cyklisk - P700 Fotosystem I

När fotonen träffar ett antennpigment så överförs energin till ett reaktionscentrum. När energin når detta centrum så kan den bli upplockad av en elektronacceptor som för den vidare till elektrontransportkedjan (ETC). När elektronen rör sig genom ETC så ger den genom en serie redoxrektioner ifrån sig energin för att skapa ATP. När elektronen har gett ifrån sig sin energi så går den tillbaka till fotosystemet. 

Men tänker ni, hur tillkommer nya elektroner om elektronen försvinner i slutet, och var kom den vätejonen ifrån? Vi behöver en källa av elektroner och väte.

Än så länge har vi använt ljuset som ingrediens för att skapa ATP men vi har inte använt vatten eller skapat syre.

Ett särskilt enzym spjälkar vatten och oxiderar vätet så att vi får en vätejon till NADP+ för att bilda NADPH. När detta sker fylls elektroner på i fotosystem II. Syret som blir över släpps ut genom bladet till atmosfären. Allt utom syret går vidare för att driva cavlincykeln. NADPH bär med sig den exciterade elektronen och kommer leverera den till calvincykeln.

Vad är poängen?

Poängen med fotosystemen är att producera NAPH och ATP till calvincykeln. Detta sker genom elektrontransportkedjorna (ETC) och genom att spjälka vattnet. När vattenmolekylen delar på sig får vi vätejoner över som passerar genom ett enzym som heter ATP-syntas som sitter inbäddad i tylakoidmembranet. Här katalyseras flödet med hjälp av enzymet ATP-syntas för att tillsammans med ADP+P från calvincykeln bilda ATP vilket är den ena produkten som behövs. Vätejonerna som kommer ut på andra sidan membranet används för att bilda NADPH från NADP+ som också kom från calvincyklen. 

Eller om man ska uttrycka det på ett enklare sätt så fångar bladen energin från solen och tillsammans med vatten bildar produkter som kan användas för att binda kol i calvincykeln, som i sin tur bildar glukos. Restprodukten av detta är syre. 

Calvincykeln (kolfixering)

Om vi tittar översikten över kloroplasten så kan vi se att alla ljusberoende reaktioner sker i thylakoiderna medan calvincykeln sker i vätskan runt membranen som heter stroma med hjälp av enzymer. Växten tar in genom klyvöppningar på undersidan att bladen. Denna koldioxid tillsammans med ATP och NADPH från ljusreaktioner fixerar kolet och bildar glukos. Exakt vilka molekyler som gör vad känns lite overkill att gå in på. Förenklat så omvandlas kolet med NADPH och ATP (från ljusreaktionerna) till glukos där restprodukterna ADP och NADP+ går tillbaka till ljusreaktionerna för attomvandlas till ATP och NADPH igen. Så går det runt och runt hela tiden. 

Blad har en vaxlik yta som hindrar vatten att ta sig ut allt för enkelt. Detta hindrar dock också koldioxiden från att ta sig in och syret för att ta sig ut. Växter har löst detta genom små öppningar i deras undre epidermis som heter Stomata.

Koldioxid tar sig in, det blir för varmt och stomatan stängs. Allteftersom fotosyntsen sker konsumeras kol och syre byggs upp inuti bladen. Detta är ett problem då molekylen som först binder kol gärna binder sig till syre också. Då kolet används för att bilda glukos så går växten på tomgång. Rätt temperatur och fuktighet är därför väldigt viktigt för att växterna ska växa optimalt. Växter som lever i mer extrema miljöer har utvecklats för att hantera detta bättre. Sök på C4 växter för mer information. 

Hur rör sig sockret och vattnet i växten?

Precis som hos oss människor har vaskulära växter kärl som transporterar vatten och näring till växtens olika delar via speciella celler som heter xylem och phloem. Xylem drar upp vatten och näring från rotsystemet medan phloem transporterar socker och organiska ämnen som producerats vid fotosyntesen. Dessa två system går parallellt genom hela växten och förgrenar sig så att alla växtens delar får tillgång.

Främst under bladen finns små öppningar som heter stomata. Man kan beskriva detta som växtens många små munnar då den sköter andningen. Men till skillnad från oss människor så andas växten in koldioxid och släpper ut syre och vatten. Det vatten som växten drar upp med rötterna ”svettas” alltså ut av dessa små öppningar.

Xylem

Xylem

Xylemsystemet fungerar även som vaktsystemet runt stomatan. De sväller för att öppna passagen och sjunker ihop för att stänga. Dessa vaktceller låter stomatan öppna när solen skiner och fuktigheten är bra och stänger när detta är väldigt varmt, torrt och när det är mörkt. På så sätt regleras stomatan att bara vara öppen när det är som mest optimalt.

Mer tekniskt
När vaktcellerna (xylem) utsätts för ljus ger de ifrån sig en positivt laddad väteatom vilket skapar en negativ laddning i hela vaktcellen. Denna negativa laddning attraherad positivt laddade kaliumjoner till cellen. Allteftersom denna koncentration av kaliumjoner ökar kommer cellen försöka uppnå en jämnvikt genom att genom osmos ta in vatten. Detta leder till att cellen sväller och stomatan öppar upp sig. Detta är en av anledningar till varför vi behöver kalium i vår näringslösningen, för utan kalium hade stomatan inte fungerat.

Phloem

Är en serie av celler som går genom hela växten och transporterar sockret som har producerats vid fotosyntesen genom osmos. De kan transportera socker, hormoner och andra organiska ämnen till rötterna för lagring eller så kan de ta socker från rötterna till knoppar för fröutveckling. Sockret lagras och används utifrån behov runt om i växten . Ett exempel på hur sockret rör sig är lönnsirap. När vintern närmar sig rör sig saven (sockret) ner genom phloem till rötterna för lagring. När våren kommer så behövs energin igen och då rör det sig uppåt igen vilket är då man sticker hål i träden och stjäl det underbara guldet.

31 - 01
okt
Höstlovspyssel - Drop in

Höstlovspyssel - Drop in

Med Hemmaodlat. Tid: 11.00 Plats: Hemmaodlat

Varmt välkomna till Hemmaodlat för höstlovspyssel! Vi bjuder in barn och vuxna för en rolig dag i kreativitetens tecken, där vi tillsammans kommer att skapa hydroponiska odlingar med hjälp av PET-flaskor. Fröer, näring och allt annat som behövs till odlingen samt färg, papper och annat kul material som behövs för att dekorera den finns på plats och ingår givetvis i priset. Vi bjuder på bullar, saft och kaffe - och odlingen, den får ni ta med er hem! Obs! Vi kommer enbart att ha ett begränsat antal PET-flaskor till hands och ser därför gärna att ni har med er en 2-liters PET-flaska när ni kommer. Lör-sön 11-15. Drop in!

50 kr (Platser kvar: 8)

31 - 01
okt
Höstlovspyssel - Drop in

Höstlovspyssel - Drop in

Med Hemmaodlat. Tid: 11.00 Plats: Hemmaodlat

Varmt välkomna till Hemmaodlat för höstlovspyssel! Vi bjuder in barn och vuxna för en rolig dag i kreativitetens tecken, där vi tillsammans kommer att skapa hydroponiska odlingar med hjälp av PET-flaskor. Fröer, näring och allt annat som behövs till odlingen samt färg, papper och annat kul material som behövs för att dekorera den finns på plats och ingår givetvis i priset. Vi bjuder på bullar, saft och kaffe - och odlingen, den får ni ta med er hem! Obs! Vi kommer enbart att ha ett begränsat antal PET-flaskor till hands och ser därför gärna att ni har med er en 2-liters PET-flaska när ni kommer. Lör-sön 11-15. Drop in!

50 kr (Platser kvar: 8)



Nyligen uppdaterade artiklar

Laddar