Fotosyntesen

 

Växter behöver ljus för att överleva. Om du ställer en krukväxt i ett helt mörkt rum kommer den gröna färgen långsamt att blekna och så småningom vissnar växten, även om du ger den vatten och blomnäring. Växter hämtar sin energi från solljus i en process som kallas fotosyntes. Eftersom vi i vår tur på ett eller annat vis får vår energi från växter är vi helt beroende av fotosyntes för att överleva.  

Växter ”äter” solljus

Fotosyntes innebär att celler använder solljus som källa till energi, och liv. När vi människor äter får vi både energi och atomer från maten. Vi använder atomerna och energin till att växa och bygga muskler, till att springa, prata och läsa böcker. Växter får sin energi från solljuset, men i solljuset finns inga atomer som växterna behöver för att växa. Växter får sina atomer från koldioxid i luften och från vatten i marken.

I fotosyntesen används energin från solljuset till att tillverka glukos från koldioxiden och vattnet. Glukos kallas också för druvsocker. När en växt växer använder den glukosen från fotosyntesen till att bygga upp fibrer. Ordet fotosyntes är grekiska och betyder ”sätta ihop av ljus”. Alltså betyder fotosyntes att molekyler sätts ihop till nya molekyler med hjälp av ljusets energi.

Fotosyntesen sker inuti växternas blad. Koldioxiden kommer in genom klyvöppningar på bladytan. Om du tittar på en bit av ett blad i ett mikroskop, kan du se klyvöppningarna. De ser ut som små munnar som kan öppnas och stängas. Vattnet sugs upp ur marken av växtens rötter och transporteras till bladen genom stammen.

 

Vitt ljus, till exempel solljus, består av ljusvågor som har olika mycket energi. Våra ögon uppfattar ljus med olika energi som att det har olika färg. Den gröna färgen hos växternas blad beror på att de innehåller klorofyll som absorberar rött och blått ljus. Det ljus som reflekteras uppfattar vi som grönt.

 

På dagen, när det är ljust, arbetar växternas fotosyntes med att absorbera ljus och framställa glukos. Den glukos som bildas i fotosyntesen är växtens energilager. På natten kan växten använda glukos den har tillverkat under dagen för att växa och reparera sig själv.

Fotosyntesen är livsnödvändig för livet på jorden

 

En glukosmolekyl innehåller sex kolatomer, sex syreatomer och tolv väteatomer. För att göra en glukosmolekyl behövs sex koldioxidmolekyler och sex vattenmolekyler. Då blir det tolv syreatomer över vilket blir till sex syrgasmolekyler. När fotosyntesen absorberar ljus för att tillverka glukos bildas alltså syrgas som restprodukt. Syrgasen behövs inte i fotosyntesen. Den blir bara över och släpps därför ut ur bladet genom klyvöppningarna. Syrgas är dock livsnödvändig för alla människor och djur.

För 2,5 miljarder år sedan, innan det fanns djur och växter på jorden, fanns nästan inget syre i atmosfären. Däremot fanns det mycket koldioxid. Livet bestod bara av encelliga organismer, till exempel bakterier. Genom evolution utvecklade vissa bakterier kemiska reaktioner som kunde använda energin från solen. Det var den första fotosyntesen. De bakterier som kunde använda ljus, koldioxid och vatten för att leva klarade sig väldigt bra och förökade sig. Efter ett par hundra miljoner år hade bakteriernas fotosyntes gjort så att jordens atmosfär blivit rik på syrgas. Med syrgas är det möjligt att bättre utnyttja energi och livet på jorden utvecklades snabbt. Bakterierna, som kallas cyanobakterier, finns fortfarande i stora mängder överallt på jorden. De lever i hav och sjöar, i marken och till och med på ogästvänliga platser som heta källor. Algblomningen som ofta sker på somrarna i Östersjön är cyanobakterier.

Fotosyntesen från cyanobakterier och alger i världshaven producerar minst hälften av den syrgas vi andas. Resten produceras av växter som lever på land. Fotosyntesen pågår överallt där det finns gröna växter och alger. Om du ser något grönt ute i naturen är det nästan säkert en växt eller alg som är i full gång med att fånga in ljus och koldioxid för att producera glukos och syrgas. 

Konstgjord fotosyntes, ett sätt att använda solenergi

Vi människor använder energi till nästan allting. För att tända en lampa, ladda telefonen eller köra en bil behövs energi. Det behövs också mycket energi till att bygga hus och vägar.

Idag kommer mycket av den energi vi använder från kol och olja. Kol och olja är ändliga resurser som en dag kommer att ta slut. Det vore därför bra om vi kunde bli bättre på att använda energin i solljuset istället. Solljuset som strålar mot jorden innehåller mycket energi. Under en timme strålar lika mycket energi från solen på jorden, som jordens alla människor använder på ett år.

Solceller används för att omvandla ljusets energi till elektrisk ström. Så länge det är dag fungerar detta bra men en solcell slutar ge ström när solen går ner. Fotosyntes är ett annat sätt att använda solljuset. I fotosyntesen lagras solenergi i form av glukos och träfibrer. När vi tänder en brasa med ved eller träpinnar använder vi den lagrade solenergin så att vi kan hålla oss varma.

Forskare undersöker nu om det går att använda cyanobakterier för att omvandla solenergin till något som går att lagra. Förhoppningen är att forskarna kan få cyanobakterier att producera till exempel etanol eller vätgas som kan användas som bränsle. Andra forskare försöker skapa helt nya molekyler som skulle kunna fungera som konstgjord fotosyntes. Kanske ett konstgjort löv eller träd kunde producera allt bränsle vi behöver. 

Quiz - Fotosyntesen

Vilket påstående är korrekt?

Vilket av följande alternativ visar fotosyntesen?

Vilken organism orsakar algblomning?

Genom de här tas gaser in och släpps ut ur växten.

Vilka atomslag finns i en druvsockermolekyl?

Vad är det i solljuset som växterna behöver?

Den gröna färgen hos växtens blad beror på detta ämne.

Varifrån får växterna nya atomer?

Uppgifter - Fotosyntesen

Förklara och beskriv
  1. Förklara vad som menas med uttrycket “växter äter solljus”.

  2. Vad använder växterna solljuset till?

  3. Vilka ämnen behöver växten för fotosyntesen?

  4. Vilka ämnen bildas i fotosyntesen?

  5. Beskriv vad som händer i fotosyntesen.

  6. Vad betyder ordet fotosyntes?

  7. Vad använder växten druvsockret till?

  8. Vilken funktion har klyvöppningarna?

  9. Hur kan vi veta att klorofyll absorberar allt ljus förutom det gröna ljuset?

  10. Vilka atomslag ingår i en glukosmolekyl?

  11. Varför släpper växter ifrån sig syrgas?

  12. Hur gick det till när syrgasen i atmosfären bildades?

  13. Vad innebär konstgjord fotosyntes?

Argumentera och resonera
  1. Hur kan du se att de här formlerna inte är korrekt skrivna?

  2. Vilka naturvetenskapliga argument finns det för och/eller emot följande påståenden?
    a) Utan cyanobakterierna skulle det inte finnas några människor på jorden.
    b) Utan fotosyntesen skulle vi inte ha någon mat att äta.
    c) Fotosyntesen är människans framtida energikälla.

Ta reda på
  1. Varför är det viktigt för växten att klyvöppningarna kan öppnas och stängas?

  2. Hur kan trädet blodbok överleva trots att det inte har några gröna blad?

  3. Hur långt har forskarna kommit i arbetet med konstgjord fotosyntes?