Fotosyntesprocesser

Fotosyntesprocesser är de biokemiska processer där ljus energi omvandlas till kemisk energi i organismer som växter, alger och cyanobakterier. Denna energi används för att driva bildningen av organiska ämnen, oftast sockerarter, ur koldioxid och vatten. De flesta växter lagrar energin i form av glukos, medan överskott används som stärkelse. Fotosyntesen sker huvudsakligen i kloroplaster hos växter och alger och i fotosyntetiska celler hos cyanobakterierna.

Ljusreaktionerna sker i tylakoidmembraner i kloroplasterna och kräver ljus. Ljuset fångas av klorofyll och andra pigment, vilket driver elektrontransportkedjan mellan fotosystem II och I. Elektronerna och protonerna används för att bilda ATP och NADPH, medan vatten spjälkas och syre avges som biprodukt. Den energi som lagras i ATP och NADPH används sedan i mörkerreaktionerna.

Mörkerreaktionerna, eller Calvin-cykeln, sker i stroman och använder ATP och NADPH för att fixera koldioxid till organiska föreningar. Rubisco katalyserar karboxyleringen av CO2 till 3-fosfoglycerat, som omvandlas till glyceraldehyd-3-fosfat och slutligen till glukos och andra kolhydrater. Den sammanlagda effekten är fotosyntesen som förvandlar solenergi till kemisk energi, med summan: 6 CO2 + 6 H2O + ljusenergi → C6H12O6 + 6 O2.

Det finns flera växttyper som använder C3-, C4- och CAM-fotosyntes som anpassningar till olika klimat. C4 och CAM minskar fotorespiration genom rumslig eller tidsmässig separation av CO2-fixering. Miljöfaktorer som ljus, koldioxid, temperatur och vatten påverkar fotosyntesens hastighet.