DE 3 STADIA VAN FOTOSYNTHESE EN HUN KENMERKEN - BIOLOGIE - 2026

De stadia van fotosynthese kunnen worden onderverdeeld op basis van de hoeveelheid zonlicht die de plant ontvangt. Fotosynthese is het proces waarbij planten en algen zich voeden. Dit proces bestaat uit de omzetting van licht in energie, nodig om te overleven.

In tegenstelling tot mensen die externe factoren zoals dieren of planten nodig hebben om te overleven, kunnen planten hun eigen voedsel creëren door middel van fotosynthese. Dit staat bekend als autotrofe voeding.

Het woord fotosynthese bestaat uit twee woorden: foto en synthese. Foto betekent een mix van licht en synthese. Daarom verandert dit proces letterlijk licht in voedsel. Organismen die in staat zijn om stoffen te synthetiseren om voedsel te maken, evenals planten, algen en sommige bacteriën, worden autotrofen genoemd.

Fotosynthese vereist licht, kooldioxide en water om te presteren. Koolstofdioxide uit de lucht komt de bladeren van de plant binnen via de poriën die erin worden aangetroffen. Aan de andere kant wordt het water door de wortels opgenomen en beweegt het totdat het de bladeren bereikt en het licht wordt geabsorbeerd door de pigmenten van de bladeren.

Tijdens deze fasen komen de elementen fotosynthese, water en kooldioxide, de plant binnen en verlaten de producten van fotosynthese, zuurstof en suiker de plant.

Fasen / stadia van fotosynthese

Ten eerste wordt de energie van licht geabsorbeerd door eiwitten die in chlorofyl worden aangetroffen. Chlorofyl is een pigment dat aanwezig is in de weefsels van groene planten; fotosynthese vindt meestal plaats in bladeren, met name in het weefsel dat mesofyl wordt genoemd.

Elke cel van het mesofiele weefsel bevat organismen die chloroplasten worden genoemd. Deze organismen zijn ontworpen om fotosynthese uit te voeren. Structuren die thylakoïden worden genoemd en die chlorofyl bevatten, zijn in elke chloroplast gegroepeerd.

Dit pigment neemt licht op en is daarom vooral verantwoordelijk voor de eerste interactie tussen plant en licht.

In de bladeren zitten kleine poriën die huidmondjes worden genoemd. Ze zijn verantwoordelijk voor de verspreiding van kooldioxide in het mesofiele weefsel en voor het ontsnappen van zuurstof in de atmosfeer. Fotosynthese vindt dus plaats in twee fasen: de lichte fase en de donkere fase.

- Lichte fase

Lichte fase en donkere fase. Maulucioni, van Wikimedia Commons

Deze reacties treden alleen op als er licht aanwezig is en komen voor in het thylakoïde membraan van chloroplasten. In deze fase wordt de energie die uit zonlicht komt, omgezet in chemische energie. Deze energie wordt net als benzine gebruikt om de glucosemoleculen te kunnen assembleren.

De transformatie naar chemische energie vindt plaats via twee chemische verbindingen: ATP, of molecuul dat energie opslaat, en NADPH, dat gereduceerde elektronen draagt. Tijdens dit proces worden watermoleculen omgezet in de zuurstof die we in de omgeving vinden.

Zonne-energie wordt omgezet in chemische energie in een eiwitcomplex dat het fotosysteem wordt genoemd. Er zijn twee fotosystemen, beide gevonden in de chloroplast. Elk fotosysteem heeft meerdere eiwitten die een mengsel van moleculen en pigmenten bevatten zoals chlorofyl en carotenoïden waardoor opname van zonlicht mogelijk is.

Op hun beurt werken de pigmenten van de fotosystemen als een voertuig om energie te kanaliseren, terwijl ze deze naar de reactiecentra verplaatsen. Wanneer licht een pigment aantrekt, draagt ​​het energie over aan een nabijgelegen pigment. Dit nabijgelegen pigment kan die energie ook overbrengen naar een ander nabijgelegen pigment en het proces wordt achtereenvolgens herhaald.

Deze lichtfasen beginnen in fotosysteem II. Hier wordt lichtenergie gebruikt om het water te verdelen.

Bij dit proces komen elektronen, waterstof en zuurstof vrij en worden met energie geladen elektronen naar fotosysteem I getransporteerd, waar ATP vrijkomt. Bij zuurstof fotosynthese is het eerste donorelektron water en de gecreëerde zuurstof zal het afval zijn. Bij anoxygene fotosynthese worden verschillende donorelektronen gebruikt.

In de lichtfase wordt lichtenergie opgevangen en tijdelijk opgeslagen in de chemische moleculen ATP en NADPH. ATP zal worden afgebroken om energie vrij te maken en NADPH zal zijn elektronen doneren om koolstofdioxidemoleculen om te zetten in suikers.

- Donkere fase

In de donkere fase wordt kooldioxide uit de atmosfeer opgevangen om te worden gemodificeerd wanneer waterstof aan de reactie wordt toegevoegd.

Dit mengsel vormt dus koolhydraten die door de plant als voedsel zullen worden gebruikt. Het wordt donkere fase genoemd omdat licht niet direct nodig is om het te laten plaatsvinden. Maar hoewel licht niet nodig is om deze reacties te laten plaatsvinden, vereist dit proces ATP en NADPH die in de lichtfase worden gecreëerd.

Deze fase vindt plaats in het stroma van chloroplasten. Koolstofdioxide komt het inwendige van de bladeren binnen via de stromata van de chloroplast. Koolstofatomen worden gebruikt om suikers op te bouwen. Dit proces wordt uitgevoerd dankzij de ATP en NADPH gevormd in de vorige reactie.

Donkere fase reacties

Ten eerste wordt een koolstofdioxidemolecuul gecombineerd met een koolstofreceptormolecuul genaamd RuBP, wat resulteert in een onstabiele 6-koolstofverbinding.

Deze verbinding wordt onmiddellijk verdeeld in twee koolstofmoleculen die energie ontvangen van ATP en twee moleculen produceren die BPGA worden genoemd.

Vervolgens wordt één elektron van NADPH gecombineerd met elk van de BPGA-moleculen om twee G3P-moleculen te vormen.

Deze G3P-moleculen zullen worden gebruikt om glucose aan te maken. Sommige G3P-moleculen zullen ook worden gebruikt om RuBP aan te vullen en te herstellen, nodig om de cyclus voort te zetten.

Belang van fotosynthese

Fotosynthese is belangrijk omdat het voedsel voor planten en zuurstof oplevert. Zonder fotosynthese zou het niet mogelijk zijn om veel fruit en groenten te consumeren die nodig zijn voor het menselijke dieet. Ook konden veel dieren die door mensen werden geconsumeerd niet overleven zonder zich met planten te voeden.

Aan de andere kant is de zuurstof die door planten wordt geproduceerd, nodig om al het leven op aarde, inclusief mensen, te laten overleven. Fotosynthese is ook verantwoordelijk voor het stabiel houden van de niveaus van zuurstof en kooldioxide in de atmosfeer. Zonder fotosynthese zou leven op aarde niet mogelijk zijn.

Referenties

1. Open Stax. Overzicht van fotosynthese. (2012). Rice University. Hersteld van: cnx.org.
2. Farabee, MJ. Fotosynthese. (2007). Estrella Mountain Community College. Hersteld van: 2.estrellamountain.edu.
3. "Fotosynthese" (2007). McGraw Hill Encyclopedia of Science and Technology, 10e ed. Vol 13. Hersteld van: en.wikipedia.org.
4. Inleiding tot fotosynthese. (2016). KhanAcademy. Hersteld van: khanacademy.org.
5. "Processes of the Light-DependentReactions" (2016). BoundlessBiology. Hersteld van: boundless.com.
6. Berg, JM, Tymoczko, JL en Stryer, L. (2002). "Accessorypigmentengrappenergieintoreactiecentra" Biochemie. Hersteld van: ncbi.nlm.nih.gov.
7. Koning, RE (1994) "Calvin Cycle". Hersteld van: plantphys.info.
8. Fotosynthese in planten. Fotosynthese Onderwijs. Hersteld van: photosynthesiseducation.com.
9. 'Wat zou er gebeuren als de aarde geen fotosynthese had?', University of California, Santa Barbara. Hersteld van: scienceline.ucsb.edu.