haal diep adem. Bedank dan een plant. Als je fruit, groenten, granen of aardappelen eet, bedank dan ook een plant. Planten en algen voorzien ons van de zuurstof die we nodig hebben om te overleven, evenals de koolhydraten die we gebruiken voor energie. Ze doen het allemaal door middel van fotosynthese.
fotosynthese is het proces van het creëren van suiker en zuurstof uit kooldioxide, water en zonlicht. Het gebeurt door een lange reeks chemische reacties. Maar het kan als volgt worden samengevat: Kooldioxide, water en licht gaan erin. Glucose, water en zuurstof komen eruit. (Glucose is een eenvoudige suiker.)
fotosynthese kan in twee processen worden gesplitst. Het “foto” gedeelte verwijst naar reacties veroorzaakt door licht. “Synthese” — het maken van de suiker — is een afzonderlijk proces dat de Calvijn-cyclus wordt genoemd.
beide processen vinden plaats in een chloroplast. Dit is een gespecialiseerde structuur, of organelle, in een plantencel. De structuur bevat stapels van membranen genaamd thylakoid membranen. Daar begint de lichtreactie.
laat het licht schijnen in
wanneer licht de bladeren van een plant raakt, schijnt het op chloroplasten en in hun thylakoïdmembranen. Die membranen zijn gevuld met chlorofyl, een groen pigment. Dit pigment absorbeert lichtenergie. Licht reist als elektromagnetische golven. De golflengte — afstand tussen golven-bepaalt het energieniveau. Sommige van die golflengten zijn zichtbaar voor ons als de kleuren die we zien. Als een molecuul, zoals chlorofyl, de juiste vorm heeft, kan het de energie absorberen van sommige golflengten van licht.
opvoeders en ouders, Meld u aan voor het spiekbriefje
wekelijkse updates om u te helpen wetenschapsnieuws te gebruiken voor studenten in de leeromgeving
chlorofyl kan licht absorberen dat we zien als blauw en rood. Daarom zien we planten als groen. Groen is de golflengte die planten reflecteren, niet de kleur die ze absorberen.
terwijl licht als een golf reist, kan het ook een deeltje zijn dat foton wordt genoemd. Fotonen hebben geen massa. Ze hebben echter een kleine hoeveelheid lichtenergie.
wanneer een foton van licht van de zon in een blad stuitert, wekt zijn energie een chlorofylmolecuul op. Dat foton Start een proces dat een molecuul water splitst. Het zuurstofatoom dat zich van het water splitst, bindt zich direct met een ander, waardoor een molecuul zuurstof, of O2, ontstaat. De chemische reactie produceert ook een molecuul genoemd ATP en een andere molecuul genoemd NADPH. Beide staan een cel toe om energie op te slaan. De ATP en NADPH zullen ook deelnemen aan het synthesegedeelte van fotosynthese.
merk op dat de lichte reactie geen suiker maakt. In plaats daarvan levert het energie-opgeslagen in de ATP en NADPH-die wordt aangesloten op de Calvin-cyclus. Hier wordt suiker gemaakt.
maar de lichtreactie produceert wel iets dat we gebruiken: zuurstof. Alle zuurstof die we inademen is het resultaat van deze stap in fotosynthese, uitgevoerd door planten en algen (die geen planten zijn) over de hele wereld.
geef me wat suiker
de volgende stap neemt de energie van de lichtreactie en past deze toe op een proces dat de Calvijn-cyclus wordt genoemd. De cyclus is vernoemd naar Melvin Calvin, de man die het ontdekte.
de Calvijncyclus wordt ook wel de donkere reactie genoemd omdat geen van de stappen licht vereist. Maar het gebeurt nog steeds overdag. Dat komt omdat het de energie nodig heeft die geproduceerd wordt door de lichtreactie die eraan vooraf gaat.
terwijl de lichtreactie plaatsvindt in de thylakoïdmembranen, komen de ATP en NADPH die het produceert in het stroma terecht. Dit is de ruimte binnen de chloroplast maar buiten de thylakoïdmembranen.
aan het einde van de fotosynthese eindigt een plant met glucose (C6H12O6), zuurstof (O2) en water (H2O). Het glucosemolecuul gaat door naar grotere dingen. Het kan deel worden van een molecule met lange ketens, zoals cellulose; dat is de chemische stof waaruit celwanden bestaan. Planten kunnen de energie verpakt in een glucosemolecule ook opslaan in grotere zetmeelmoleculen. Ze kunnen de glucose zelfs in andere suikers doen — zoals fructose-om het fruit van een plant zoet te maken.
al deze moleculen zijn koolhydraten — chemische stoffen die koolstof, zuurstof en waterstof bevatten. (Koolhydraten maakt het gemakkelijk te onthouden.) De plant gebruikt de bindingen in deze chemicaliën om energie op te slaan. Maar we gebruiken deze chemicaliën ook. Koolhydraten zijn een belangrijk onderdeel van het voedsel dat we eten, met name granen, aardappelen, fruit en groenten.
