Kloroplasten
Kloroplaster: Fotosyntese: Teater for fotosyntese
Fotosyntese, processen med at omdanne sollysets energi til ”mad”, er opdelt i to grundlæggende sæt af reaktioner, kendt som lysreaktionerne og Calvin-cyklusen, der bruger kuldioxid. Når du studerer detaljerne i andre begreber, skal du ofte henvise til den kemiske ligning for fotosyntese: 6CO2 + 6H2O + lysenergi → C6H12O6 + 6O2. Fotosyntesen foregår i kloroplasten, en organel, der er specifik for planteceller.
Hvis du undersøger et enkelt blad af et vinterjasminblad, som vist i figuren nedenfor, under et mikroskop, vil du i hver celle se snesevis af små grønne ovaler. Det er kloroplaster, de organeller, der udfører fotosyntesen i planter og alger. Kloroplaster ligner meget nogle typer bakterier og indeholder endda deres eget cirkulære DNA og ribosomer. Faktisk hævder den endosymbiotiske teori, at kloroplaster engang var selvstændigt levende bakterier (prokaryoter). Så når vi siger, at fotosyntesen foregår i kloroplaster, taler vi ikke kun om organellerne i planter og alger, men også om nogle bakterier – med andre ord om stort set alle fotosyntetiske autotrofer.
Højkapacitetsmikroskopisk foto af den øverste del af et vinterjasminblad. Set i mikroskop ses mange grønne kloroplaster.
Hver kloroplast indeholder pæne stakke, der kaldes grana (ental, granum). Granaerne består af sæklignende membraner, der kaldes thylakoidmembraner. Disse membraner indeholder fotosystemer, som er grupper af molekyler, der omfatter klorofyl, et grønt pigment. Lysreaktionerne i fotosyntesen foregår i de thylakoide membraner. Stromaet er rummet uden for de thylakoide membraner, som vist i figuren nedenfor. Det er her, at reaktionerne i Calvin-cyklusen finder sted. Ud over enzymer er to grundlæggende typer molekyler – pigmenter og elektronbærere – vigtige aktører i denne proces, og de findes også i thylakoidemembranerne.
Du kan tage en videorundtur i en kloroplast på Encyclopedia Britannica: Chloroplast:www.britannica.com/EBchecked/…in-plant-cells.
En kloroplast består af thylakoidmembraner, der er omgivet af stroma. Thylakoidemembranerne indeholder molekyler af det grønne pigment klorofyl.
Elektronbærermolekyler er normalt arrangeret i elektrontransportkæder (ETC’er). Disse modtager og videresender energibærende elektroner i små trin (figuren nedenfor). På denne måde producerer de ATP og NADPH, som midlertidigt lagrer kemisk energi. Elektroner i transportkæderne opfører sig lidt ligesom en bold, der hopper ned ad en trappe – en smule energi går tabt ved hvert hop. Men den energi, der “tabes” ved hvert trin i en elektrontransportkæde, udfører en lille smule arbejde, som i sidste ende resulterer i syntesen af ATP.
Denne figur viser lysreaktionerne i fotosyntesen. Denne fase af fotosyntesen begynder med fotosystem II (der har fået dette navn, fordi det blev opdaget efter fotosystem I). Find de to elektroner (2 e-) i fotosystem II, og følg dem derefter gennem elektrontransportkæden (også kaldet elektronoverførselskæden) til dannelsen af NADPH. Hvor kommer de hydrogenioner (H+) fra, som er med til at danne ATP?