Fotosyntese (lysreaktion + Calvin-cyklus)

Biologi A · STX · A-niveau · Cellebiologi

🧬 Fotosyntese (lysreaktion + Calvin-cyklus)

Fotosyntese: 6CO₂ + 6H₂O + lys → C₆H₁₂O₆ + 6O₂. Forekommer i kloroplaster hos planter, alger, cyanobakterier.

2 faser: 1) Lysreaktion (thylakoidmembran). Klorofyl a (P680, P700) absorberer fotoner.

PSII (fotosystem II): vandet spaltes (oxidation: 2H₂O → 4H⁺ + 4e⁻ + O₂), elektroner går via plastoquinon → cytochrom b6f → plastocyanin → PSI. ATP dannes via ATP-synthase (kemiosmose, H⁺-gradient).

PSI (fotosystem I): elektroner reduceres til NADPH. Resultat: ATP + NADPH + O₂. 2) Calvin-cyklus (stroma, mørkereaktion). 3 faser: Carbon fiksering — RuBisCO-enzym binder CO₂ til RuBP (5C) → 2× 3-PGA (3C).

Reduktion — ATP + NADPH reducerer 3-PGA → G3P (3C). Regenerering af RuBP. 6× cyklus producerer 1 glukose. C3-planter (hvede, ris, soja) bruger basal Calvin-cyklus — fotorespirations-tab ved varmt klima. C4-planter (majs, sukkerrør) har separat CO₂-koncentreringsmekanisme i bundle sheath-celler — mere effektive ved varmt+tørt. CAM-planter (kaktus, ananas) åbner stomata kun om natten, oplagrer CO₂ som malat.

Globalt: ~120 GtC fikseres per år via fotosyntese (50/50 land/hav). RuBisCO er verdens mest udbredte protein.

Læringsmål

• Skelne prokaryote og eukaryote celler
• Identificere centrale organeller og deres funktioner
• Forklare cellulær respiration og fotosyntese
• Skelne mitose og meiose
• Forklare diffusion, osmose, aktiv transport

Sådan kan du arbejde med emnet

• Beskriv, hvad der sker i lysreaktionen, og hvilke produkter der dannes
• Forklar, hvordan Calvin-cyklussen bruger produkterne fra lysreaktionen til at danne glukose
• Diskutér, hvordan lysintensitet og CO2-koncentration påvirker fotosyntesens hastighed

Eksperiment-forslag

• Lav et klassisk forsøg med vandpest (Elodea) under mikroskop og tæl O₂-bobler ved forskellig lysintensitet — plot graf over fotosynteserate vs. lysintensitet.
• Tegn lysreaktionen og Calvin-cyklussen som to koblede "hjul" og forklar, hvilke molekyler (ATP, NADPH) der forbinder dem.
• Sammenlign C3-, C4- og CAM-planters tilpasninger og diskutér, hvorfor C4-planter (majs) er mere effektive i varmt klima.

Brobygning

Når cellerne har skaffet energi via respiration og fotosyntese, kan de bruge den til at dele sig — det fører videre til 'Mitose vs. meiose'.