Fotosyntesen leverer energi til hele fødekæden af både land- og vandlevende dyr og organismer. Den iltproducerende fotosyntese var en forudsætning for, at dyr og planter overhovedet kunne udvikle sig for 2,4 milliarder år siden.
Under fotosyntesen frigiver planter ilt som et biprodukt. Langt størstedelen af levende organismer bruger ilt til omsætningen af stof, og derfor er fotosyntese helt central for jordklodens kredsløb.
Kunstig fotosyntese er et forskningsområde, hvor man forsøger at efterligne den naturlige fotosyntese. Et eksempel er fotokatalyse, hvor man gennem vandspaltning omdanner vand til brint og oxygen. Det er et lovende forskningsområde, der i bedste fald skal kunne løse nogle af nutidens klimaudfordringer.
Hvor foregår fotosyntese?
Grønne planteceller kaldet kloroplaster udgør de organeller, hvor fotosyntesen foregår. Den grønne farve kommer fra klorofyl. Organellernes hovedfunktion er fotosyntesen.
Sollys udsender elektromagnetisk energi, som kloroplaster er ansvarlige for at omdanne til kemiske bindinger (kemisk energi). Fotosyntesen foregår i to faser:
- Den første del af fotosyntesen kaldes lysfasen. Her rammer den elektromagnetiske lysenergi planten med en protongradient, der bruges til at syntetisere ATP og producere NADPH. Lysfasen finder sted i thylakoidmembranen.
- Anden fase kaldes den mørke fase, hvor lys ikke er en forudsætning. Her er der kun brug for de produkter, der genereres i første fase. I anden fase fikseres CO2 som fosfatsukker. Anden fase finder sted i stroma.
Fotosyntetiske pigmenter
Klorofyler og carotenoider er de fotosyntetiske pigmenter, som planter bruger til at omdanne lysenergi til kemisk energi. Klorofyler er grønne, mens carotenoider kan være røde, gule eller orange.
Alle de fotosyntetiske pigmenter er bundet i kloroplasternes membraner. Disse pigmenter sætter planten i stand til at absorbere sollyset.
Først og fremmest er det bølgelængder svarende til rødt og blåt lys, der absorberes af de fotosyntetiske pigmenter. Bølgelængder, der svarer til grønt lys, passerer enten gennem bladene på planten eller bliver kastet tilbage. Dette er årsagen til, at planter er grønne.
Hvilken rolle spiller fotosyntese i kulstofkredsløbet?
Kulstofkredsløbet er betegnelsen for det globale kredsløb af kulstofcirkulation på hele jordkloden. Kulstofkredsløbet har siden tidernes morgen været afhængig af levende organismer.
De to komponenter i kredsløbet er således fotosyntesen og organismers cellulære respiration. Fotosyntesen bruger kuldioxid til at frigive ilt (som affaldsprodukt), mens organismerne bruger glukose til energi og frigiver kuldioxid som affaldsprodukt gennem cellulær respiration.
Respirations-processen foregår i cellernes mitokondrier. Her nedbrydes glukose til kuldioxid, vand og energi ved hjælp af ilten. Fisk og andre større dyr bruger også ilt til at respirere.
Kulstof findes ikke bare i træer, men i have, søer, undergrunde og klipper – det er en forudsætning for, at vi eksisterer. Kulstofkredsløbet betegner heller ikke kun udvekslingen af kuldioxid og ilt mellem planter og organismer, men også udvekslingen mellem kulstof-lagre og kulstof-kilder.
Kulstof udveksles først og fremmest som CO2, mens kulstoflagre kan optage CO2 og reducere koncentrationen i jordens atmosfære.
I forbindelse med den globale opvarmning smelter permafrosten eksempelvis i Arktis, hvilket frigiver klimabelastende CO2 til atmosfæren.