Lyst til å vinne en kraftig solcellelader?

Svar på våre 7 enkle spørsmål her.

Fotosyntese

15. juli, 2021

Sola er den viktigste energikilden for det globale økosystemet vi har på jordkloden. Den gir oss varme og lys, og mennesket har utviklet teknologier som solceller og solfangere, som gjør det mulig for oss å i større grad utnytte solenergien. Den verdifulle energien kan bli transformert til elektrisk strøm eller varme opp vann. Disse teknologiene har blitt utviklet over flere tiår, men til tross for dette klarer vi ikke utnytte sola like godt som en annen, helt naturlig prosess; nemlig fotosyntese.

Sammendrag
Denne teksten fokuserer på fotosyntese hos planter. Fotosyntese er en kjemisk prosess i planter, alger og fotosyntetiske bakterier som omgjør solenergi til kjemisk bundet energi. Den kjemiske energien lagres som ATP-molekyler og brukes som drivstoff til planten samt til å lage glukose og andre organiske stoffer. For å gjennomføre fotosyntese trenger planten sollys, vann, næringssalter, spormetaller, karbondioksid og pigmenterPigmenter, også kjent som fargestoffer, er stoffer som gir farge ved at de absorberer noen bølgelengder av lyset som treffer dem, og reflekterer andre., blant annet klorofyll a, som finnes i alle planteceller. Planten tar opp vann og karbondioksid igjennom røtter og blader. Ved denne prosessen dannes også de viktige biproduktene vanndamp og oksygen, som utgjør et viktig grunnlag for flercellet liv på jorda.

Kjemisk prosess

Så lenge det har vært liv på jorda, har det også vært fotosyntese. Det er i hovedsak en kjemisk prosess som bruker solenergi til å lage energi i form av adenosintrifosfat (ATP), som vi kommer tilbake til senere. I tillegg til fotosyntese i planter, foregår det i tillegg i alger og fotosyntetiske bakterier. Faktisk produserer kiselalger like mye oksygen som all regnskog til sammen! Det er ikke regnskogene som er jordas lunger, det er havet.

 

ATP er et molekyl som i fotosyntesen fungerer som et batteri for å lagre kjemisk energiEnergi som finnes i bindingene mellom atomene i et stoff, og som blir frigitt ved fullstendig forbrenning. Eksempler er bensin og mat. Dessuten kan batterier omforme kjemisk energi til elektrisk energi. på. Molekylet brukes videre som drivstoff i plantens celler og lagres også som sukker (glukose) i plantens vekst, i bær eller røtter. Planten bruker også glukosen til å lage celluloseCellulose er et karbohydrat som består av lange kjeder med glukose (altså et polysakkarid). Cellulose brukes i planter til å bygge cellevegger og utgjør derfor en viktig del av plantens vekst. og stivelseStivelse er et karbohydrat som består av lange kjeder med glukose (altså et polysakkarid). Stivelse brukes som næring til planten og via lagring i nøtter eller korn er det også en viktig næringskilde for mennesker..

 

Hovedmålet med fotosyntesen er å lage energi til planten, i form av glukose og ATP. Det kreves en rekke ulike stoffer og tilrettelagte forhold. I prosessen kreves sollys, karbondioksid, vann og klorofyll a. Prosessen foregår slik:

 

  1. Planten suger opp vann og næringssalter gjennom røttene og absorberer karbondioksid fra luften, via sluser i undersiden av blader.
  2. Planten benytter lysenergien fra sola, samt klorofyll a og andre lyshøstende pigmenterPigmenter, også kjent som fargestoffer, er stoffer som gir farge ved at de absorberer noen bølgelengder av lyset som treffer dem, og reflekterer andre., til å danne ATP og sette sammen stoffene som utgjør glukose. Glukose består av 6 karbonatomer, 12 hydrogenatomer og 6 oksygenatomer, og disse henter planten ut fra vannet og karbondioksidgassen (se punkt 1).
  3. Ved slutten av prosessen har planten også produsert biproduktene oksygengass (O2) og vanndamp (H2O). Oksygengassen fra fotosyntese utgjør mye av grunnlaget for flercellet liv på jorda.
Prosessen under fotosyntesen.
Illustrasjon: UngEnergi

Pigmentet klorofyll a

Klorofyll a er pigmentet som gjør det mulig for planten å absorbere og bruke sollys, sammen med andre lyshøstende klorofyller og stoffer kalt karotenoider. Klorofyllene er en gruppe ulike molekyler som i planter finnes i et organell, en liten celledel kalt kloroplaster. Kloroplaster finnes i noen planteceller, for eksempel i bladene, men finnes ikke i røttene til planten. På grunn av sin kjemiske struktur kan klorofyll absorbere flere deler av spekteret vi kaller synlig lys, altså sollys. Delene av synlig lys klorofyll kan absorbere, er de vi ser som lilla/blått og oransje/rødt. Disse lysfargene er elektromagnetisk strålingElektromagnetisk stråling er stråling i form av pakker med ren energi kalt fotoner, som sendes fra en strålingskilde. Den elektromagnetiske strålingen kan oppfattes både som bølger og partikler. med bølgelengdene på rundt 450-500 nm og 650-700 nm. Klorofyll er avhengig av lysenergi fra disse bølgelengdene for å gjennomføre fotosyntese.

fotosyntese2
Illustrasjon: UngEnergi

 

Klorofyll absorberer dårligst bølgelengdene mellom 525 og 575 nm, hvilke er bølgelengder vi ser som fargen grønn. Disse bølgelengdene blir derimot reflektert, som er grunnen til at vi ser de fleste planter som grønne.

 

Klorofyll absorberer dårligst bølgelengdene 525-575 nm, hvilke er bølgelengder vi ser som fargen grønn. Disse bølgelengdene blir derimot reflektert, som er grunnen til at vi ser de fleste planter som grønne.

 

Mer detaljert

Fotosyntese består av to forskjellige deler; en lysavhengig delOgså kalt «lysreaksjonen» eller «lysfasen». og en lysuavhengig delOgså kalt «karbonreaksjonen» eller «mørkefasen».. Den lysavhengige delen er den delen av prosessen som aktivt krever sollys. Her brukes solenergien til: 

  1. Å splitte vann, til oksygen og hydrogenioner.
  2. Pigmentmolekylene av klorofyll i kloroplasten absorberer solenergien og setter i gang en prosess som danner ATP og NADPHNADPH står for nikotinamid-adenin-dinukleotidfosfat og brukes i fotosyntese som en kilde til energi (elektroner), ligner på ATP.. Oksygenet produsert i denne delen blir skilt ut gjennom spalter i bladene på planten som oksygengass. 

 

Den lysuavhengige delen består i hovedsak av at karbondioksid og vann blir omdannet til glukose, ved bruk av energi fra ATP og NADPHNADPH står for nikotinamid-adenin-dinukleotidfosfat og brukes i fotosyntese som en kilde til energi (elektroner), ligner på ATP..

 

Merk at selv om den lysuavhengige reaksjonen ikke krever sollys for å gjennomføre prosessene den inneholder, må det fremdeles være sollys mens den pågår. Dette er fordi energistoffene NADPHNADPH står for nikotinamid-adenin-dinukleotidfosfat og brukes i fotosyntese som en kilde til energi (elektroner), ligner på ATP. og ATP forsvinner etter kort tid og må bli tatt i bruk raskt.

 

Reaksjoner
Illustrasjon: UngEnergi

 

Verdt å sjekke ut denne nettsiden (Viten.no) om fotosyntese.

 

Kilder Nyttige lenker
Bruk som kilde
Denne artikkelen skrevet av UngEnergi er lisensiert under en Creative Commons Navngivelse-Ikkekommersiell-DelPåSammeVilkår 3.0 Norge Lisens.
UngEnergi.no benytter informasjonskapsler for å gjøre brukeropplevelsen bedre Lukk Les mer