Fotosyntes

Fotosyntes är en biokemisk process där ljusenergi omvandlas till kemisk energi i organismer som växter, alger och vissa bakterier. Den används för att producera kolhydrater från koldioxid och vatten samtidigt som syrgas frigörs.

Processen sker främst i kloroplaster hos växter och alger och i fotosyntetiska bakterier i membranstrukturer. Den delas ofta upp i två huvudsteg: ljusreaktionerna och Calvin-cykeln. Under ljusreaktionerna fångas ljus av pigment som klorofyll a och övriga (till exempel klorofyll b och karotenoider) i tylakoidmembranet. Energin används för att bilda ATP och NADPH via elektrontransportkedjan, medan vatten spjälkas och syrgas frisätts som biprodukt. Ljusreaktionerna kräver ljus.

Calvin-cykeln, eller mörkerreaktionerna, använder ATP och NADPH för att fixera koldioxid i stroma och omvandla den till sockerarter via en serie enzymatiska steg, där rubisco är centralt enzym. Slutprodukten är ofta glyceraldehyd-3-fosfat som kan omvandlas till glukos och andra kolhydrater.

Viktiga varianter är oxygenisk fotosyntes, som förekommer hos växter, alger och cyanobakterier och som producerar syrgas, samt anoxygenisk fotosyntes hos vissa bakterier där ingen syrgas bildas. Fotosyntes utgör grunden för de flesta livsformer genom att omvandla solenergi till kemisk energi och bygga upp kolhydrater, samtidigt som den bidrar till jordens syrgas- och kolcykel. Historiskt tros fotosyntesen ha utvecklats i cyanobakterier för miljarder år sedan.