Videogenomgång (flippat klassrum)

Fotosyntesen är precis som cellandningen – fast tvärtom!

Fotosyntes

• 6CO₂ + 6H₂O + hν → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

Cellandning

• C₆H₁₂O₆ + 6O₂ → 6CO₂ + 6H₂O + energi

Kloroplasten

Fotosyntesen sker i växtcellens kloroplaster.

Kloroplasten har både ett yttre och ett inre membran. Dessutom har den ett tredje membransystem, tylakoiderna, där fotosyntesens ljusberoende reaktion äger rum.

Översikt över fotosyntesen.

Kloroplasten har två membran: Ett yttre och ett inre.

Ytterligare ett membransystem finns, strukturer kallade tylakoider. Där sker den s.k. ljusberoende reaktionen.

• ATP, NADPH bildas.

I den s.k. icke-ljusberoende reaktionen sker fixeringen av koldioxid med hjälp av ATP och NADPH.

Fotosyntesens ljusberoende reaktion

Översikt över fotosyntesens ljusberoende reaktion.

I PSII (fotosystem II) sitter klorofyll, som kan fånga en energirik foton.

Energin används till att spjälka vatten till syrgas, elektron och vätejon:

H₂O + hν → ½O₂ + 2H⁺ + 2e^–

Vätejonkoncentrationen ökar innanför tylakoidens membran (lumen).

• Skillnaden i vätejonkoncentration utnyttjas av ATP-syntas till att tillverka ATP (på precis samma sätt som i cellandningen).

De frigjorda elektronerna transporteras genom tylakoidens membran till utsidan av tylakoiden (stroma).

NADP⁺ (vätebärare) laddas med väte och energirika elektroner (reduceras):

NADP⁺ + H⁺ + 2e^– → NADPH

ATP och NADPH används senare i den icke-ljusberoende reaktionen.

Fotosyntesens icke-ljusberoende reaktion

Själva fixeringen av koldioxid sker här!

Tre huvudsteg:

1. Koldioxidfixering
   • Enzymet rubisco låter en koldioxidmolekyl (1 kolatom) binda till ribulos-1,5-bisfosfat (RUBP) (5 kolatomer).
     
   • Den bildade molekylen (6 kolatomer) sönderfaller snabbt till 3-fosfoglycerat (3 kolatomer).
     

Översikt över fotosyntesens icke-ljusberoende reaktion, den s.k. Calvin-cykeln.

2. Reduktion
   • 3-fosfoglyceraten omvandlas till glyceraldehyd-3-fosfat (3 kolatomer).
     
   • ATP och NADPH går åt.
   • Glyceraldehyd-3-fosfat kan gå vidare och bilda till exempel glukos.
3. Återbildning av ribulos-1,5-bisfosfat (5 kolatomer).
   • ATP går åt.
   • Eftersom ribulos-1,5-bisfosfat består av 5 kolatomer och glyceraldehyd-3-fosfat av 3 kolatomer, krävs det 5 st glyceraldehyd-3-fosfat för att bilda 3 st ribulos-1,5-bisfosfat.