Informasjon

2.4: Karbon - biologi

2.4: Karbon - biologi



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ferdigheter å utvikle

  • Forklar hvorfor karbon er viktig for livet
  • Beskriv funksjonelle gruppers rolle i biologiske molekyler

Celler er laget av mange komplekse molekyler som kalles makromolekyler, for eksempel proteiner, nukleinsyrer (RNA og DNA), karbohydrater og lipider. Makromolekylene er en delmengde av organiske molekyler (enhver karbonholdig væske, fast stoff eller gass) som er spesielt viktige for livet. Den grunnleggende komponenten for alle disse makromolekylene er karbon. Karbonatomet har unike egenskaper som gjør at det kan danne kovalente bindinger til så mange som fire forskjellige atomer, noe som gjør dette allsidige elementet ideelt for å fungere som den grunnleggende strukturelle komponenten, eller "ryggraden" i makromolekylene.

Individuelle karbonatomer har et ufullstendig ytterste elektronskall. Med et atomnummer på 6 (seks elektroner og seks protoner) fyller de to første elektronene det indre skallet og etterlater fire i det andre skallet. Derfor kan karbonatomer danne opptil fire kovalente bindinger med andre atomer for å tilfredsstille oktettregelen. Metanmolekylet gir et eksempel: den har den kjemiske formelen CH4. Hvert av dets fire hydrogenatomer danner en enkelt kovalent binding med karbonatomet ved å dele et par elektroner. Dette resulterer i et fylt ytterste skall.

Hydrokarboner

Hydrokarboner er organiske molekyler som utelukkende består av karbon og hydrogen, for eksempel metan (CH4) beskrevet ovenfor. Vi bruker ofte hydrokarboner i vårt daglige liv som drivstoff - som propan i en gassgrill eller butan i en lighter. De mange kovalente bindinger mellom atomene i hydrokarboner lagrer en stor mengde energi som frigjøres når disse molekylene blir brent (oksidert). Metan, et utmerket drivstoff, er det enkleste hydrokarbonmolekylet, med et sentralt karbonatom bundet til fire forskjellige hydrogenatomer, som vist i figur ( PageIndex {1} ). Metanmolekylets geometri, hvor atomene bor i tre dimensjoner, bestemmes av formen til dets elektronorbitaler. Kullstoffene og de fire hydrogenatomer danner en form kjent som et tetraeder, med fire trekantede flater; av denne grunn beskrives metan som å ha tetraedral geometri.

Som ryggraden i de store molekylene av levende ting, kan hydrokarboner eksistere som lineære karbonkjeder, karbonringer eller kombinasjoner av begge. Videre kan individuelle karbon-til-karbonbindinger være enkle, doble eller trippel kovalente bindinger, og hver type binding påvirker molekylets geometri på en bestemt måte. Denne tredimensjonale formen eller konformasjonen til livets store molekyler (makromolekyler) er avgjørende for hvordan de fungerer.

Hydrokarbonkjeder

Hydrokarbonkjeder dannes ved påfølgende bindinger mellom karbonatomer og kan være forgrenede eller uforgrenede. Videre endres molekylets generelle geometri av de forskjellige geometriene til enkle, doble og trippel kovalente bindinger, illustrert i figur ( PageIndex {2} ). Hydrokarbonene etan, eten og etyn fungerer som eksempler på hvordan forskjellige karbon-til-karbonbindinger påvirker molekylets geometri. Navnene på alle tre molekylene starter med prefikset "eth-", som er prefikset for to karbonhydrokarboner. Endelsen "-ane", "-ene" og "-yne" refererer til tilstedeværelsen av henholdsvis enkle, doble eller trippel karbon-karbonbindinger. Dermed følger propan, propen og propyn det samme mønsteret med tre karbonmolekyler, butan, butan og butyn for fire karbonmolekyler, og så videre. Dobbel- og trippelbindinger endrer molekylets geometri: enkeltbindinger tillater rotasjon langs bindingsaksen, mens dobbeltbindinger fører til en plan konfigurasjon og trippelbindinger til en lineær. Disse geometriene har en betydelig innvirkning på formen et bestemt molekyl kan anta.

Hydrokarbonringer

Så langt har hydrokarboner vi har diskutert vært alifatiske hydrokarboner, som består av lineære kjeder av karbonatomer. En annen type hydrokarbon, aromatiske hydrokarboner, består av lukkede ringer av karbonatomer. Ringstrukturer finnes i hydrokarboner, noen ganger med tilstedeværelse av dobbeltbindinger, noe som kan sees ved å sammenligne strukturen til cykloheksan med benzen i figur ( PageIndex {3} ). Eksempler på biologiske molekyler som inneholder benzenringen inkluderer noen aminosyrer og kolesterol og dets derivater, inkludert hormonene østrogen og testosteron. Benzenringen finnes også i herbicidet 2,4-D. Benzen er en naturlig komponent i råolje og har blitt klassifisert som kreftfremkallende. Noen hydrokarboner har både alifatiske og aromatiske porsjoner; betakaroten er et eksempel på et slikt hydrokarbon.

Isomerer

Den tredimensjonale plasseringen av atomer og kjemiske bindinger i organiske molekyler er sentral for å forstå deres kjemi. Molekyler som har samme kjemiske formel, men som er forskjellige i plasseringen (strukturen) av deres atomer og/eller kjemiske bindinger er kjent som isomerer. Strukturelle isomerer (som butan og isobuten vist i figur ( PageIndex {4} ) er forskjellige i plasseringen av de kovalente bindinger: begge molekylene har fire karbonatomer og ti hydrogen (C4H10), men det forskjellige arrangementet av atomene i molekylene fører til forskjeller i deres kjemiske egenskaper. For eksempel, på grunn av de forskjellige kjemiske egenskapene, er butan egnet til bruk som drivstoff for sigarettennere og fakler, mens isobuten er egnet til bruk som kjølemiddel og drivmiddel i spraybokser.

Geometriske isomerer, derimot, har lignende plasseringer av sine kovalente bindinger, men er forskjellige i hvordan disse bindingene blir til de omkringliggende atomene, spesielt i karbon-til-karbon dobbeltbindinger. I det enkle molekylet buten (C4H8), de to metylgruppene (CH3) kan være på hver side av den dobbelte kovalente bindingen sentral i molekylet, som vist i figur ( PageIndex {4} ) b. Når karbonene er bundet på samme side av dobbeltbindingen, er dette cis konfigurasjon; hvis de er på motsatte sider av dobbeltbindingen, er det en trans konfigurasjon. I trans konfigurasjon, danner karbonene en mer eller mindre lineær struktur, mens karbonene i cis konfigurasjon gjøre en bøyning (endring i retning) av karbonryggraden.

Art Connection

Hvilken av de følgende påstandene er usann?

  1. Molekyler med formlene CH3CH2COOH og C3H6O2 kan være strukturelle isomerer.
  2. Molekyler må ha en dobbeltbinding for å være cis-trans-isomerer.
  3. For å være enantiomerer må et molekyl ha minst tre forskjellige atomer eller grupper koblet til et sentralt karbon.
  4. For å være enantiomerer må et molekyl ha minst fire forskjellige atomer eller grupper koblet til et sentralt karbon.

I triglyserider (fett og oljer) kan lange karbonkjeder kjent som fettsyrer inneholde dobbeltbindinger, som kan være i enten cis eller trans konfigurasjon, illustrert i figur ( PageIndex {5} ). Fett med minst en dobbeltbinding mellom karbonatomer er umettede fettstoffer. Når noen av disse obligasjonene er i cis konfigurasjon, betyr den resulterende bøyningen i karbonryggraden i kjeden at triglyseridmolekyler ikke kan pakke tett, så de forblir flytende (olje) ved romtemperatur. På den annen side, triglyserider med trans dobbeltbindinger (populært kalt transfett), har relativt lineære fettsyrer som er i stand til å pakke tett sammen ved romtemperatur og danne faste fettstoffer. I det menneskelige kostholdet er transfett knyttet til en økt risiko for hjerte- og karsykdommer, så mange matprodusenter har redusert eller eliminert bruken de siste årene. I motsetning til umettet fett kalles triglyserider uten dobbeltbindinger mellom karbonatomer mettet fett, noe som betyr at de inneholder alle tilgjengelige hydrogenatomer. Mettet fett er et fast stoff ved romtemperatur og vanligvis av animalsk opprinnelse.

Enantiomerer

Enantiomerer er molekyler som har samme kjemiske struktur og kjemiske bindinger, men som er forskjellige i den tredimensjonale plasseringen av atomer slik at de er speilbilder. Som vist i figur ( PageIndex {6} ), et aminosyre-alanin-eksempel, er de to strukturene ikke overlagelige. I naturen er det bare L-formene til aminosyrer som brukes til å lage proteiner. Noen D -former for aminosyrer sees i celleveggene til bakterier, men aldri i proteinene. På samme måte er D-formen av glukose hovedproduktet av fotosyntese, og L-formen til molekylet er sjelden sett i naturen.

Funksjonelle grupper

Funksjonelle grupper er grupper av atomer som forekommer i molekyler og gir spesifikke kjemiske egenskaper til disse molekylene. De finnes langs "karbonryggraden" i makromolekyler. Denne karbonryggraden dannes av kjeder og/eller ringer av karbonatomer med sporadisk substitusjon av et element som nitrogen eller oksygen. Molekyler med andre elementer i karbonryggraden er substituerte hydrokarboner.

De funksjonelle gruppene i et makromolekyl er vanligvis festet til karbonryggraden på et eller flere forskjellige steder langs kjeden og/eller ringstrukturen. Hver av de fire typene makromolekyler - proteiner, lipider, karbohydrater og nukleinsyrer - har sitt eget karakteristiske sett med funksjonelle grupper som bidrar sterkt til dets forskjellige kjemiske egenskaper og funksjon i levende organismer.

En funksjonell gruppe kan delta i spesifikke kjemiske reaksjoner. Noen av de viktige funksjonelle gruppene i biologiske molekyler er vist i figur ( PageIndex {7} ); de inkluderer: hydroksyl, metyl, karbonyl, karboksyl, amino, fosfat og sulfhydryl. Disse gruppene spiller en viktig rolle i dannelsen av molekyler som DNA, proteiner, karbohydrater og lipider. Funksjonelle grupper er vanligvis klassifisert som hydrofobe eller hydrofile avhengig av ladnings- eller polaritetskarakteristikkene. Et eksempel på en hydrofob gruppe er det upolare metanmolekylet. Blant de hydrofile funksjonelle gruppene er karboksylgruppen som finnes i aminosyrer, noen aminosyresidekjeder og fettsyrene som danner triglyserider og fosfolipider. Denne karboksylgruppen ioniserer for å frigjøre hydrogenioner (H+) fra COOH -gruppen som resulterer i den negativt ladede COO- gruppe; dette bidrar til den hydrofile naturen til det molekylet det finnes på. Andre funksjonelle grupper, for eksempel karbonylgruppen, har et delvis negativt ladet oksygenatom som kan danne hydrogenbindinger med vannmolekyler, noe som igjen gjør molekylet mer hydrofilt.

Hydrogenbindinger mellom funksjonelle grupper (i det samme molekylet eller mellom forskjellige molekyler) er viktige for mange makromolekylers funksjon og hjelper dem å brette seg ordentlig inn i og opprettholde passende form for å fungere. Hydrogenbindinger er også involvert i forskjellige gjenkjennelsesprosesser, for eksempel DNA -komplementær baseparring og binding av et enzym til dets substrat, som vist i figur ( PageIndex {8} ).

Sammendrag

De unike egenskapene til karbon gjør det til en sentral del av biologiske molekyler. Karbon binder seg til oksygen, hydrogen og nitrogen kovalent for å danne de mange molekylene som er viktige for mobilfunksjonen. Karbon har fire elektroner i ytterste skall og kan danne fire bindinger. Karbon og hydrogen kan danne hydrokarbonkjeder eller ringer. Funksjonelle grupper er grupper av atomer som gir spesifikke egenskaper til hydrokarbon (eller substituerte hydrokarbon) kjeder eller ringer som definerer deres generelle kjemiske egenskaper og funksjon.

Kunstforbindelser

[lenke] Hvilket av følgende utsagn er usant?

  1. Molekyler med formlene CH3CH2COOH og C.3H6O2 kan være strukturelle isomerer.
  2. Molekyler må ha en dobbeltbinding for å være cis-trans isomerer.
  3. For å være enantiomerer må et molekyl ha minst tre forskjellige atomer eller grupper koblet til et sentralt karbon.
  4. For å være enantiomerer må et molekyl ha minst fire forskjellige atomer eller grupper koblet til et sentralt karbon.

[lenke] C

Gjennomgå spørsmål

Hvert karbonmolekyl kan binde seg med så mange som________ andre atom (er) eller molekyl (er).

  1. en
  2. to
  3. seks
  4. fire

D

Hvilket av følgende er ikke en funksjonell gruppe som kan binde seg til karbon?

  1. natrium
  2. hydroksyl
  3. fosfat
  4. karbonyl

EN

Gratis svar

Hvilken egenskap av karbon gjør det avgjørende for organisk liv?

Karbon er unikt og finnes i alle levende ting fordi det kan danne opptil fire kovalente bindinger mellom atomer eller molekyler. Disse kan være upolare eller polare kovalente bindinger, og de tillater dannelse av lange kjeder av karbonmolekyler som kombineres for å danne proteiner og DNA.

Sammenlign og kontrastmettede og umettede triglyserider.

Mettede triglyserider inneholder ingen dobbeltbindinger mellom karbonatomer; de er vanligvis faste ved romtemperatur. Umettede triglyserider inneholder minst en dobbeltbinding mellom karbonatomer og er vanligvis flytende ved romtemperatur.

Ordliste

alifatisk hydrokarbon
hydrokarbon som består av en lineær kjede av karbonatomer
aromatisk hydrokarbon
hydrokarbon som består av lukkede ringer av karbonatomer
enantiomerer
molekyler som deler overordnet struktur og bindingsmønstre, men er forskjellige i hvordan atomene er tre dimensjonalt plassert slik at de er speilbilder av hverandre
funksjonell gruppe
gruppe av atomer som gir eller gir en spesifikk funksjon til et karbonskjelett
geometrisk isomer
isomer med lignende bindingsmønstre som varierer i plasseringen av atomer sammen med en dobbel kovalent binding
hydrokarbon
molekyl som bare består av karbon og hydrogen
isomerer
molekyler som skiller seg fra hverandre, selv om de har samme kjemiske formel
organisk molekyl
ethvert molekyl som inneholder karbon (unntatt karbondioksid)
strukturelle isomerer
molekyler som deler en kjemisk formel, men som er forskjellige i plasseringen av deres kjemiske bindinger
substituert hydrokarbon
hydrokarbonkjede eller ring som inneholder et atom av et annet element i stedet for et av ryggradskarbonene

Påvirkning av flerveggede karbon-nanorør på den mikrobielle biomassen, enzymaktiviteten og bakteriesamfunnets struktur i 2,4-diklorfenol-forurenset sediment

Økningen i produksjon og bruk av karbon -nanorør har vakt bekymring for deres potensielle risiko forbundet med sameksistente forurensninger i vannmiljøet. 2,4-diklorfenol (2,4-DCP), med høy toksisitet for mange vannlevende organismer, er en utbredt forurensning som følge av omfattende bruk av plantevernmidler og konserveringsmidler. I denne artikkelen ble adsorpsjonen av 2,4-DCP av elvesediment og responsene fra sedimentmikrobielle samfunn til 2,4-DCP studert i nærvær av flerveggede karbon-nanorør (MWCNT). Tilsetning av MWCNT økte adsorpsjonsmengden av sediment for 2,4-DCP betydelig fra 0,541 til 1,44 mg/g, ettersom MWCNT-konsentrasjonen økte fra 0 til 15 mg/g. Svarene fra sedimentmikrobielle samfunn ble bestemt etter en måneds eksponering for MWCNT ved forskjellige konsentrasjoner (0,05, 0,5, 5 og 50 mg/g). Det mikrobielle biomassekullet i sedimentet forurenset med 2,4-DCP økte i nærvær av 5 mg/g MWCNT (fra 0,06 til 0,11 mg/g), men ble ikke signifikant endret ved andre MWCNT-konsentrasjoner. For sedimentene forurenset med 2,4-DCP gjorde tilstedeværelsen av MWCNT ingen forskjell for ureaseaktivitet, mens dehydrogenaseaktiviteten økte litt med tilsetning av 5 mg/g MWCNT og redusert i nærvær av 50 mg/g MWCNT . Endringene i sedimentbakteriesamfunn ble ytterligere bestemt av 16S rRNA -gensekvensering. Basert på den vektede UniFrac-avstanden mellom lokalsamfunn, antydet klyngeanalysen at forurensning av 2,4-DCP påvirket bakteriesamfunnets struktur i større grad enn det som forårsakes av MWCNT ved relativt lave konsentrasjoner (≤5 mg/g). Bacteroidetes, Planctomycetes og Nitrospirae var funksjonelle bakterielle phyla for å gjenspeile effekten av MWCNT og 2,4-DCP på sedimentbakteriesamfunn. Disse resultatene kan bidra til forståelsen av det mikrobielle samfunnets respons på sameksponering av MWCNT og 2,4-DCP og vurdering av tilhørende økologiske risikoer.

Stikkord: 16S rRNA gen 2,4-diklorfenol Karbon nanorør Mikrobielt samfunn Sediment.


4.2. Funksjonelle grupper

Funksjonelle grupper er grupper av atomer som forekommer i molekyler og gir spesifikke kjemiske egenskaper til disse molekylene. De finnes langs "karbonryggraden" i makromolekyler. Denne karbonryggraden dannes av kjeder og/eller ringer av karbonatomer med sporadisk substitusjon av et element som nitrogen eller oksygen. Molekyler med andre elementer i karbonryggraden er substituerte hydrokarboner.

De funksjonelle gruppene i et makromolekyl er vanligvis festet til karbonryggraden på et eller flere forskjellige steder langs kjeden og/eller ringstrukturen. Hver av de fire typene makromolekyler - proteiner, lipider, karbohydrater og nukleinsyrer - har sitt eget karakteristiske sett med funksjonelle grupper som bidrar sterkt til dets forskjellige kjemiske egenskaper og funksjon i levende organismer. Disse makromolekylene vil bli diskutert videre i kapittel 5.

En funksjonell gruppe kan delta i spesifikke kjemiske reaksjoner. Noen av de viktige funksjonelle gruppene i biologiske molekyler er vist i figur 4.8, de inkluderer: hydroksyl, metyl, karbonyl, karboksyl, amino, fosfat og sulfhydryl. Disse gruppene spiller en viktig rolle i dannelsen av molekyler som DNA, proteiner, karbohydrater og lipider. Funksjonelle grupper er vanligvis klassifisert som hydrofobe eller hydrofile avhengig av ladnings- eller polaritetskarakteristikkene. Et eksempel på en hydrofob gruppe er det upolare metanmolekylet. Blant de hydrofile funksjonelle gruppene er karboksylgruppen som finnes i aminosyrer, noen aminosyresidekjeder og fettsyrene som danner triglyserider og fosfolipider. Denne karboksylgruppen ioniserer for å frigjøre hydrogenioner (H +) fra COOH -gruppen, noe som resulterer i den negativt ladede COO -gruppen, dette bidrar til den hydrofile naturen til det molekylet den finnes på. Andre funksjonelle grupper, for eksempel karbonylgruppen, har et delvis negativt ladet oksygenatom som kan danne hydrogenbindinger med vannmolekyler, noe som igjen gjør molekylet mer hydrofilt.

Hydroxylgruppen - alkoholer

Hydroksylgruppen har navnet sitt fra hyd rogen- og oksygengenatomene som omfatter denne funksjonelle gruppen. Molekyler som inneholder en hydroksylgruppe kalles alkoholer, og navnene deres ender med "alkohol" eller "-OH". Etanol eller etylalkohol, med en molekylformel av CH3CH2ÅH, er en vanlig alkohol som finnes i vin, øl og brennevin. Alkoholer er polar molekyler på grunn av oksygenet, og hydrogenet festet til oksygenet lett danner hydrogenbindinger med enten oksygen eller nitrogen fra andre atomer. Små alkoholer, for eksempel etanol, danner lett hydrogenbindinger med vann, så de er oppløselige i vann. En eller flere hydroksylgrupper kan være festet til terminale eller midtre karboner. For eksempel har glyserol som finnes i lipider, en hydroksylgruppe festet til hver av de tre karbonatomer.

Karbonylgruppen - Aldehyder og ketoner

Karbonylgruppen dannes ved å fjerne hydrogenet fra et hydroksyl og et hydrogen fra det festede karbonet for å danne en karbon-oksygen-dobbeltbinding. Hvis denne C = O er på enden av molekylet kalles det en aldehyd hvis det er i midten av molekylet, kalles det a keton. (En måte å huske dette på er at "a" av aldehyd er i begynnelsen av alfabetet og "k" av keton er i midten av alfabetet.) Aldehyder får suffikset "-al" eller "- aldehyd ”ketoner får suffikset“ -one ”. Hvis noen har drukket alkohol, vil leveren omdanne etylalkohol til aldehydacetaldehyd, noen ganger kalt bakrusmolekylet. På grunn av oksygenet er aldehyder polare, men uten hydrogen kan de ikke danne hydrogenbindinger med hverandre. Aceton, en hovedkomponent i neglelakkfjerner, fordamper mye raskere enn vann siden det ikke holdes i flytende tilstand av hydrogenbindinger.

The Carboxyl Group - Carboxylic Acids

Aminogruppen - Aminene

Fosfatgruppen

Sulfhydrylgruppen - tiolene

Metylgruppen

Metylgruppen, som nylig ble tilsatt som en biologisk funksjonell gruppe, er et karbon som det er knyttet 3 hydrogenatomer til, -CH3. Siden det er et hydrokarbon, er metylgruppen upolar. Metylgrupper lagt til DNA eller proteiner assosiert med DNA vil påvirke genuttrykk som vi vil se i kapittel 18.


2.4 Energi kommer inn i økosystemer gjennom fotosyntese

Alle levende organismer på jorden består av en eller flere celler. Hver celle går på den kjemiske energien som hovedsakelig finnes i karbohydratmolekyler, og flertallet av disse molekylene produseres ved en prosess: fotosyntese. Gjennom fotosyntese konverterer visse organismer solenergi (sollys) til kjemisk energi, som deretter brukes til å bygge karbohydratmolekyler. Energien lagret i bindingene for å holde disse molekylene sammen frigjøres når en organisme bryter ned mat. Celler bruker deretter denne energien til å utføre arbeid, for eksempel bevegelse. Energien som utnyttes fra fotosyntese kommer kontinuerlig inn i økosystemene på planeten vår og overføres fra en organisme til en annen. Derfor gir fotosynteseprosessen direkte eller indirekte det meste av energien som kreves av levende ting på jorden. Fotosyntese resulterer også i frigjøring av oksygen til atmosfæren. Kort sagt, for å spise og puste mennesker er nesten helt avhengig av organismer som utfører fotosyntese.

Solavhengighet og matproduksjon

Noen organismer kan utføre fotosyntese, mens andre ikke kan. An autotrof er en organisme som kan produsere sin egen mat. De greske røttene til ordet autotroph betyr "selv" (auto) "mater" (troph). Planter er de mest kjente autotrofer, men andre eksisterer, inkludert visse typer bakterier og alger (figur 1 nedenfor). Oseaniske alger bidrar med enorme mengder mat og oksygen til globale næringskjeder. Nærmere bestemt er planter fotoautotrofer, en type autotrof som bruker sollys og karbon fra karbondioksid for å syntetisere kjemisk energi i form av karbohydrater. Alle organismer som utfører fotosyntese krever sollys.

Heterotrofer er organismer som ikke er i stand til fotosyntese som derfor må hente energi og karbon fra mat ved å konsumere andre organismer. De greske røttene til ordet heterotrof betyr "annet" (hetero) "Mater" (troph), noe som betyr at maten deres kommer fra andre organismer. Selv om organismen som blir konsumert er et annet dyr, sporer den sin lagrede energi tilbake til autotrofer og prosessen med fotosyntese. Mennesker er heterotrofer, som alle dyr og sopp. Heterotrofer er avhengige av autotrofer, enten direkte eller indirekte. For eksempel får et rådyr energi ved å spise planter. En ulv som spiser et rådyr får energi som opprinnelig kom fra plantene som ble spist av hjorten (figur 2 nedenfor). Ved å bruke denne begrunnelsen kan all mat spist av mennesker spores tilbake til autotrofer som utfører fotosyntese.

Hovedstrukturer og sammendrag av fotosyntese

Fotosyntese krever sollys, karbondioksid og vann som startreaktanter (figur 3 nedenfor). Etter at prosessen er fullført, frigjør fotosyntesen oksygen og produserer karbohydratmolekyler, oftest glukose. Disse sukkermolekylene inneholder energien som levende ting trenger for å overleve. De komplekse reaksjonene ved fotosyntese kan oppsummeres ved den kjemiske ligningen vist i figur 4 nedenfor.

Selv om ligningen ser enkel ut, er de mange trinnene som skjer under fotosyntesen faktisk ganske komplekse. Hos planter foregår fotosyntesen først og fremst i kloroplaster av blader. Kloroplaster har en dobbel (indre og ytre) membran. Innenfor kloroplasten er en tredje membran som danner stablete, skiveformede strukturer som kalles thylakoids. Innebygd i thylakoidmembranen er molekyler av klorofyll, et pigment (et molekyl som absorberer lys) som hele fotosynteseprosessen begynner gjennom.

De to delene av fotosyntesen

Fotosyntesen foregår i to stadier: de lysavhengige reaksjonene og Calvin-syklusen. I lysavhengige reaksjoner klorofyll absorberer energi fra sollys og omdanner det deretter til kjemisk energi ved hjelp av vann. De lysavhengige reaksjonene frigjøres oksygen som et biprodukt fra splitting av vann. I Calvin syklus, kjemisk energi som stammer fra de lysavhengige reaksjonene driver både fangst av karbon karbondioksid molekyler og den påfølgende montering av sukkermolekyler.

Den globale betydningen av fotosyntese

Fotosynteseprosessen er avgjørende for biosfæren av følgende årsaker:


Se videoen: Karbon 2-minute Overview (August 2022).