Fotosyntese er den proces, hvor grønne planter i lyset skaber organisk stof (glukose) ud fra kuldioxid og vand og frigiver ilt. Den foregår i kloroplasterne og består af to faser — lysreaktionen og mørkereaktionen. På denne side forklares det enkelt: hvad fotosyntese er, hvor den sker, hvad forskellen på faserne er, hvordan fotosynteseligningen ser ud, og hvad der dannes. Til sidst er der en interaktiv træner, så du kan teste dig selv.
Hvad er fotosyntese, og hvor foregår den?
Fotosyntese (fra græsk photos — lys og synthesis — sammensætning) er dannelsen af organiske stoffer ud fra uorganiske ved hjælp af lys. Enkelt sagt "laver planten sin egen mad" af luft og vand ved at bruge solenergi.
Fotosyntesen foregår i kloroplasterne — grønne plastider, som der er særligt mange af i bladcellerne. Inde i kloroplasterne findes det grønne pigment klorofyl: det er netop dette stof, der opfanger lysenergien og starter hele processen. Planter ser grønne ud netop på grund af klorofyl.
Til fotosyntese skal planten bruge tre ting:
- lys (sollys eller kunstigt lys);
- vand — som rødderne suger op fra jorden;
- kuldioxid (CO₂) — som optages fra luften gennem bladets spalteåbninger.
Hele fotosyntesen er opdelt i to efterfølgende faser — lysreaktionen og mørkereaktionen. Deres navne bliver ofte forvekslet, så lad os se på dem hver for sig.
Fotosynteseprocessen: hvad dannes ud fra hvad
Skemaet hjælper med at se det vigtigste: til venstre — det der tilføres bladet (lys, vand og kuldioxid), til højre — det der dannes (glukose og ilt). Planten frigiver ilt til luften og bruger glukosen som næring eller lagrer den som stivelse.
Fotosynteseligningen
Hele processen kan skrives som én samlet ligning. Seks molekyler kuldioxid og seks molekyler vand omdannes ved hjælp af lys og klorofyl til ét molekyle glukose og seks molekyler ilt.
Lys- og mørkereaktioner i fotosyntesen
Fotosyntesen foregår i to trin. Lysreaktionen foregår på membraner inde i kloroplasten og er kun mulig i lys: lysenergi spalter vand, hvorved der frigives ilt og lagres energi (i molekylerne ATP og NADPH). Mørkereaktionen foregår i kloroplastens stroma og kræver ikke direkte lys: her samles glukose ud fra kuldioxid ved hjælp af den lagrede energi. Vigtigt: "mørkereaktion" betyder ikke "natlig" — denne fase bruger produkterne fra lysreaktionen, så i mørke uden lys vil den også snart stoppe. Lad os sammenligne begge faser i tabellen.
| Egenskab | Lysreaktion | Mørkereaktion |
|---|---|---|
| Hvor foregår den | på thylakoidmembraner (i kloroplastens grana) | i kloroplastens stroma |
| Kræves lys | ja, foregår kun i lys | nej direkte, men afhænger af lysreaktionens produkter |
| Hvad kræves | lys, vand (H2O) | kuldioxid (CO2), energi fra ATP og NADPH |
| Hvad dannes | ilt (O2), ATP, NADPH | glukose (C6H12O6) |
Fotosyntesens betydning for livet på Jorden
Fotosyntese er en af de vigtigste processer i naturen. Takket være den:
- opretholdes ilt i luften, som mennesker, dyr og planterne selv indånder;
- fjernes kuldioxid fra luften;
- skabes organisk stof — grundlaget for føde for alle levende væsner. Planter fodrer planteædere, planteædere fodrer rovdyr, så hele fødekæden starter med fotosyntese;
- lagres lysenergi i organiske stoffer. Kul, olie og tørv er også "konserveret" energi fra fortidens fotosyntese.
Derfor kaldes grønne planter ofte for "planetens lunger": de forsyner konstant biosfæren med ilt og føde.
Gennemgang: hvad dannes ud fra hvad
Eksempel 1. Hvor kommer glukose fra
Spørgsmål: ud fra hvilke stoffer laver planten glukose?
Gennemgang. Glukose (C₆H₁₂O₆) består af kulstof, brint og ilt. Kulstof tager planten fra luftens kuldioxid (CO₂), brint fra vand (H₂O). Energien til "samlingen" leveres af lys, og glukosen samles i mørkereaktionen i kloroplastens stroma.
Svar: glukose dannes ud fra kuldioxid og vand ved hjælp af lysenergi.
Eksempel 2. Hvor kommer ilt fra
Spørgsmål: fra hvilket stof kommer den ilt, som planten frigiver?
Gennemgang. Mange tror, at ilt kommer fra kuldioxid, men det er forkert. I lysreaktionen spalter lysenergi molekylerne af vand (H₂O) — og det er her, ilt (O₂) frigives. Kuldioxid bruges kun til at opbygge glukose.
Svar: ilt frigives ved spaltning af vand i lysreaktionen.
Eksempel 3. Vi tjekker ligningen ud fra antallet af atomer
Ligning: 6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂.
Tjek kulstof (C): til venstre 6 (fra 6·CO₂), til højre 6 (i glukose C₆…) — det passer.
Tjek ilt (O): til venstre 6·2 + 6·1 = 18, til højre 6 (i glukose) + 6·2 = 18 — det passer.
Tjek brint (H): til venstre 6·2 = 12, til højre 12 (i glukose C₆H₁₂O₆) — det passer.
Konklusion: ligningen er afstemt, alle atomer er på plads.
Almindelige fejl om fotosyntese
-
Man tror, at planter kun frigiver ilt og slet ikke trækker vejret.
Planter trækker vejret ligesom dyr: de optager konstant ilt og frigiver kuldioxid (respiration). Det er bare sådan, at fotosyntesen om dagen i lyset er mere aktiv end respirationen, så der frigives mere ilt, end der optages.
-
Man forveksler lys- og mørkereaktionerne: man tror, at glukose dannes i lysreaktionen, og ilt i mørkereaktionen.
Det er omvendt. I lysreaktionen frigives ilt, og energi lagres (ATP, NADPH). Glukose samles i mørkereaktionen ud fra kuldioxid ved hjælp af denne lagrede energi.
-
Man forstår "mørkereaktion" som "en fase, der foregår om natten, i mørke".
"Mørke" betyder blot "kræver ikke lys direkte". Men den bruger ATP og NADPH fra lysreaktionen, så uden lys slipper disse lagre op, og mørkereaktionen stopper også snart. I virkeligheden foregår begge faser om dagen, den ene efter den anden.
-
Man tror, at ilt dannes ud fra kuldioxid.
Ilt frigives fra vand (H₂O), når det spaltes i lysreaktionen. Kuldioxid (CO₂) bruges til at opbygge glukose, ikke til ilt.
Spørgsmål og svar
Hvad er forskellen på fotosyntese og respiration?
Det er modsatte processer. Ved fotosyntese optager planten i lyset kuldioxid og vand, skaber glukose og frigiver ilt — altså lagrer energi. Ved respiration forbruges glukose og ilt derimod, og der frigives kuldioxid, vand og energi. Alle levende celler trækker vejret konstant, mens fotosyntese kun foregår i grønne celler og kun i lys.
Kræves der lys til fotosyntesens mørkereaktion?
Direkte kræves der ikke lys til mørkereaktionen — reaktionerne foregår i kloroplastens stroma uden deltagelse af lys. Men mørkereaktionen bruger ATP og NADPH, som dannes i lysreaktionen. Derfor slipper disse lagre hurtigt op uden lys, og mørkereaktionen stopper også. Navnet "mørkereaktion" betyder ikke "natlig", men "ikke krævende lys direkte".
Hvor præcis foregår fotosyntesen?
Fotosyntesen foregår i kloroplasterne — bladcellernes grønne plastider. Lysreaktionen foregår på thylakoidmembranerne (i grana), og mørkereaktionen i kloroplastens stroma. Den grønne farve og evnen til at opfange lys gives til kloroplasterne af pigmentet klorofyl.
Hvad dannes ved fotosyntese?
De vigtigste produkter af fotosyntesen er glukose (organisk stof, plantens næring) og ilt, som frigives til luften. Under processen dannes også mellemprodukter — ATP og NADPH, som transporterer energi fra lysreaktionen til mørkereaktionen.
På hvilken tid af døgnet foregår fotosyntese?
Fotosyntesen foregår om dagen, så længe der er lys. Om natten, i mørke, stopper den, fordi lysreaktionen ikke kan fungere uden lys, og uden dens produkter stopper mørkereaktionen også. Samtidig fortsætter plantens respiration døgnet rundt.
