Fotosyntesen Flashcards
Hvor er klorofyllet bundet hos prokaryote organismer?
Klorofyllet er bundet til cellemembranen hos prokaryote organismer.
Hvor er klorofyllet bundet hos eukaryote organismer?
Hos eukaryote organismer, som planter, er klorofyllet samlet i egne organeller, kloroplaster.
Hvilke organismer producerar mer enn halvparten av jordas fotosyntese?
De vannlevende protistene.
Hvordan foregår kretsløpet hvor solenergi er drivkraften?
Fotosyntesen legger grunnlaget for et enormt antall heterotrofe organismer som lever av de forbindelsene produsentene lager. Produsentene har sola som energikilde og CO2 som karbonkilde. De heterotrofe organismene bruker de organiske forbindelsene fra fotosyntesen som energikilde og karbonkilde, og de frigir CO2 som et avfallsprodukt når de orgnaiske forbindelsene brytes ned i celleåndingen. Dette utgjør et balansert kretsløp hvor solenergien er drivkraften.
Gi en enkel reaksjonsligning for fotosyntesen.
6 H2O + 6 CO2 + solenergi –> C6H12O6 + 6 O2
Produsentene omdanner solenergi til kjemisk energi ved hjelp av pigmenter som klorofyll, det blir tatt opp CO2 og H2O. Glukose og oksygen blir dannet.
Hvilke tre ting kan skje når sollyset treffer et blad?
Lyset kan bli absorbert, reflektert eller transmittert.
Nevn eksempler på andre pigmenter enn klorofyll, og hvilke farger de reflekterer.
Karoten - gult, rødt, oransje
Xantofyll - brunt
Fykocyanin - blålilla
Hva skjer med bladene om høsten?
Om høsten blir det grønne klorofyllet omdannet til et brunt fargestoff, faeofytin, som planten lagrer i stengel og rot. Dette lagrer planten i stengel og rot. Når planten trenger faeofytinet bort fra bladene kan vi se de gule, oransje og røde fargestoffene, som vanligvis er usynlige for da er de dekket av grønt klorofyll.
Hva er heliotropisme og fototropisme?
Heliotropisme er når plantene vender bladene etter som sola beveger seg i løpet av dagen.
Fototropisme er når planten vokser mot lyset.
Forklar kort hva en kloroplast inneholder og hvilken funksjon den har.
Kloroplastene er stedet der selve fotosyntesen foregår. Der blir energien i sollys pluss vann og karbondioksid, omdannet til glukose og oksygengass. Kloroplastene virker en viss tid før de går til grunne (det blir hele tiden produsert nye kloroplaster).
Kloroplastene inneholder sitt eget arvestoff og kan til en viss grad styre kopieringen av seg selv. (Prosessen blir overordnet kontrollert av arvestoffet i cellekjernen, for å unngå for mange eller for få kloroplaster.)
Kloroplastene har doble yttermembraner rundt det væskefylte rommet kalt stroma. I stroma ligger det stabler av blærefylte sekker, kalt grana. En stabel kalles et granum, flere stabler grana.
En blæreformet sekk kalles en tylakoid. Det er en membrandekket sekk med væske. Membranen kalles tylakoidmembranen og delreaksjonene i fotosyntesen foregår både i tylakoidmembranen og i stroma. Pigmentene ligger i tylakoidmembranen. Væsken i granum og stroma består av enzymer som katalyserer reaksjonene i fotosyntesen. Raske reaksjoner ved lave temperaturer.
Hvor ligger pigmentene?
I tylakoidmembranen.
Hvor foregår delreaksjonene i fotosyntesen?
I strome og i tylakoidmembranen.
Hva går endosymbiont-teorien ut på?
Kloroplaster har mange likhetstrekk med fotosyntetiserende bakterier. En professor kom i 1970-årene med en teori om at kloroplastene opprinnelig kommer fra blågrønnbakterier som ble tatt opp av eukaryote celler (med cellekjerne). Fusjonen resulterte i en mutualistisk symbiose.
Hva er et antennekompleks?
Et antennekompleks er en gruppe av samarbeidende molekyler. I fotosyntesen samarbeider pigmenter, proteiner og enzymer i tylakoidmembranen om å fange flest mulige bølgelengder slik at man får mest mulig sollys og kan ta opp mest mulig energi, slik at man får en effektiv fotosyntese.
Hva menes med at atomet er eksitert?
Når sollyset treffer elektroner i atomene i pigmentene, kan energien gjøre at noen av elektronene hopper fra sin naturlige bane til en annen bane som ligger lenger ut fra kjernen. Eksiterte atomer er brakt til en høyere energitilstand, og er energirike.
Hva kan skje med de eksiterte elektronene, iom at de er svært ustabile?
De eksiterte elektronene kan ikke være i denne posisjonen over lang tid, og de kan da enten falle tilbake til sin opprinnelige bane, og frigi energi.
Eller så kan de la seg fange av et annet atom/molekyl, en elektronakseptor som trekker det til seg. Eksiterte elektroner i pigmentene blir overført til klorofyllet, som da er en elektronakseptor.
Hvordan fungerer forholdet mellom en elektronakseptor og en elektrondonor?
Når klorofyllmolekylet får tilført energi fra andre pigmenter i antennekomplekset, blir klorofyllatomene eksitert. De eksiterte elerktronene blir tatt fra klorofyllet (som da er en elektrondonor) og fanget av et protein som trekker elektronene til seg (en elektronakseptor). I neste omgang vil et annet protein ta elektroner fra det første proteinet og det vil da gå fra å være en elektronakseptor til å bli en elektrondonor. Dette blir en elektrontransportkjede.
Hva består et fotosystem av?
Et fotosystem består av et antennekompleks (med proteiner, pigmenter og enzymer) pluss en elektrontransportkjede.
Et fotosystem er altså et område i tylakoidmembranen der solenergien blir fanget og gjør at elektroner i pigmenter blir eksitert og deretter sendt videre gjennom en elektrontransportkjede av proteiner. Hver kloroplast har hundrevis av slike områder i hvert granum.
Forklar kort hva som skjer i fotosystem II.
I fotosystem II gjør solenergi at klorofyll gir fra seg eksiterte elektroner til elektrontransportkjeden. Vann blir spaltet (for å nøytralisere klorofyll), og det dannes oksygengass. En spenningsforskjell mellom utsiden og innsiden av tylakoidmembranen utgjør en protongradient som kan brukes til å danne ATP.
Forklar steg for steg hva som skjer i fotosystem II.
- Solenergi gjør at klorofyll blir eksitert
- Klorofyll gir fra seg 2e-
- Vann spaltes i 2e- (til klorofyll), H+ (i tylakoid) og oksygengass
- Oksygengassen diffunderer ut i lufta
- Elektroner fra klorofyll overføres fra protein til protein i elektrontransportkjeden i tylakoidmembranen, energi blir brukt
- Stort overskudd av H+ inne i tylakoiden gir en potensiell energi som blir brukt til å slippe H+ ut gjennom tylakoidmembranen og lage ATP
Hva er forskjellen mellom fotosystem II og fotosystem I?
Fotosystem 1 og fotosystem II er begge en samling av spesielle proteiner, klorofyll og andre pigmenter i området på tylakoidmembranen. Fotosystemene er aktive i den lysavhenigige delen av fotosyntesen. Forskjellen mellom de to går på hvordan klorofyllet erstatter elektronene som det gir fra seg i den eksiterte tilstanden, om effekten av elektrontransportkjedene og om hvordan elektronet blir brukt i enden av kjedene. I fotosystem II ender man opp med det energibærende molekylet ATP, i fotosystem I ender man opp med NADPH.
I motsetning til i fotosystem II, får ikke klorofyllmolekylet som har gitt fra seg to eksiterte elektroner erstattet disse ved å spalte et vannmolekyl. Klorofyllmolekylet får i steden donert to elektroner fra det siste proteinet i elektrontransportkjeden i fotosystem II.
Fotosystem II:
Elektronene blir erstattet ved at et vannmolekyl blir spaltet. Man får to H+, 1/2 oksygenmolekyl og to elektroner.
H2O –> 2H+ + 1/2 O + 2e-
Elektrontransportkjeden fungerer som protonpumper. Energien blir brukt til å flytte protoner til innsiden av granum. Dette resulterer i en protongradient som i neste omgang blir brukt til å drive reaksjonen ADP + P –> ATP (som er en effekt av FS II). I slutten av elektrontransportkjeden blir elektronene brukt til å erstatte elektroner i klorofyllet i FS I.
Fotosystem I:
Her blir elektronene erstattet av elektroner som kommer fra elektrontransportkjeden i FS II. Ingen spalting av vann. Elektrontransportkjeden fører elektronene frem til et enzym som bruker energien til å redusere NADP og binde protoner.
NADP + e- + H+ –> NADPH
NADPH blir da både en energibærer og en hydrogenbærer til reaksjonene i calvinsyklusen.
Hva er vannets direkte rolle i fotosystem II?
Solenergien eksiterer klorofyll slik at det gir fra seg elektroner til en elektrontransportkjede. Dette må erstattes, og det skjer ved at det blir tatt elektroner fra vannmolekylet, som da blir til oksygenmolekyl og proton (H+). Oksygenet er et biprodukt av lysreaksjonen og blir ikke brukt videre i fotosyntesen. Elektronene, derimot, er involvert i energiovergangen fra lysenergi til energi i form av ATP, som er forutsetningen for prosessene videre i fotosyntesen.
Hvorfor er NADPH viktig fotosyntesen?
NADPH fungerer som en kofaktor i dehydrogenaseenzymer, enzymer som er viktige når molekyler skal ta opp eller gi fra seg hydrogenion og elektroner. I praksis fungerer NADPH som energibærer og hydrogenbærer mellom lysuavhengig og lysavhengig reaksjon. NADH har en liknende funksjon i celleåndingen.
Kort sagt, hva skjer i den lysuavhengige reaksjonen?
Energi fra ATP og NADPH blir brukt i delreaksjoner hvor CO2 og H2O danner glukose.
