Fotosyntese og Respiration

• Fotosyntese og respiration
• Regnskoven er IKKE verdens lunger

Fotosyntese og respiration

Forklaring af hvad fotosyntese og respiration er, samt hvornår på døgnet det foregår:

Fotosyntese er processen, hvor planter, alger og visse bakterier omdanner lysenergi til kemisk energi i form af glukose. Den overordnede kemiske ligning for fotosyntese er

6CO₂ ​+ 6H₂​O + lysenergi → C₆​H₁₂​O₆​ + 6O_2​

Respiration er processen, hvor celler nedbryder glukose for at flytte energien over i ATP, hvor energien så bliver lagret. Den overordnede kemiske ligning for cellulær respiration er:

C₆​H₁₂​O₆​ + 6O₂​ + 30 (ADP + P) ​→ 6CO₂​ + 6H₂​O + 30ATP

Regnskoven er IKKE verdens lunger

Som overskriften siger, så er regnskonven ikke verdens lunger, alligevel er der mange mennesker der siger denne sætning. Når du har set denne video, vil du forstå at havet vil være tættere på at være verdens lunger end regnskoven er:

Resumé af indhold fra video:

Sætningen “regnskoven er verdens lunger” er en populær metafor, men den er ikke helt korrekt, fordi regnskovens fotosyntese og respiration er i ligevægt. I en regnskov producerer planterne ilt gennem fotosyntese, men de bruger næsten lige så meget ilt til respiration. Dette betyder, at netto-iltproduktionen i regnskove er meget lav, da den ilt, der produceres, stort set opbruges af planterne selv samt af de organismer, der lever i skoven.

Derimod har havet en langt større indflydelse på produktionen af ilt i atmosfæren. Havet, især gennem aktiviteten af fytoplankton, har bidraget væsentligt til at producere den ilt, vi har i atmosfæren i dag. Fytoplankton er mikroskopiske organismer, der udfører fotosyntese og frigiver ilt som et biprodukt. I modsætning til regnskove, hvor fotosyntese og respiration er i ligevægt, er havets produktion af ilt ikke fuldstændig opbrugt af respiration. En betydelig del af den ilt, der produceres af fytoplankton, diffunderer ud i atmosfæren og bidrager til det globale iltniveau.

Desuden har havet gennem geologiske tidsperioder spillet en afgørende rolle i at opbygge iltniveauerne i atmosfæren. For milliarder af år siden var det primært marine cyanobakterier, der gennem fotosyntese begyndte at producere ilt, hvilket førte til den såkaldte “iltkatastrofe” eller “Great Oxidation Event,” hvor atmosfærens iltindhold steg dramatisk. Iltkatastrofen, som fandt sted for omkring 2,45 milliarder år siden, var en væsentlig miljøændring på jorden, hvor cyanobakterier udviklede evnen til at udskille ilt som et restprodukt fra fotosyntese. Den store mængde dannede ilt medførte en økologisk krise, da ilten reagerede med jern i havene og dannede massive aflejringer af jernmineraler. Da havene ikke længere kunne binde al ilten, begyndte den overskydende ilt at udgasse til atmosfæren, hvilket drastisk ændrede jordens atmosfære og gjorde det muligt for iltkrævende livsformer at udvikle sig

Derfor er det mere præcist at sige, at havet, snarere end regnskoven, har været den primære kilde til den ilt, vi har i atmosfæren i dag. Regnskoven spiller dog stadig en vigtig rolle i at opretholde biodiversitet og stabilisere klimaet, men dens bidrag til netto-iltproduktionen er begrænset på grund af ligevægten mellem fotosyntese og respiration.

Katabolismen – glykolyse og krebs

Katabolisme er en central proces i biologien, hvor komplekse molekyler nedbrydes til enklere stoffer, hvilket frigiver energi, der er nødvendig for cellens funktioner. Denne energi bruges til at drive vitale processer som muskelkontraktion, nerveimpulser og biosyntese.

Video der forklarer katalbolisme en en eukaryot celle. A/B niveau:

Her er en forklaring på nogle af de vigtigste kataboliske processer:

Glykolyse er den første fase af glukosekatabolismen, hvor en glukosemolekyle nedbrydes til to pyruvatmolekyler. Denne proces foregår i cellens cytoplasma og kræver ikke ilt (anaerob proces). Under glykolysen produceres der en netto gevinst på to ATP-molekyler og to NADH-molekyler, som kan bruges i senere energiproducerende processer. Der frigives ikke CO₂ under glykolysen som jeg desværre for sagt i videoen, beklager videoen vil snart blive erstattet.

Laktat- og alkoholdannelse. Når ilt ikke er tilgængelig, kan pyruvat omdannes til laktat (mælkesyre) i en proces kaldet laktatfermentering, som forekommer i muskelceller under træning. Alternativt kan pyruvat omdannes til ethanol og kuldioxid i gær og nogle bakterier gennem alkoholfermentering. I denne proces frigives CO₂ som et biprodukt.

Krebscyklus, også kendt som citronsyrecyklus, finder sted i mitokondriet. Her oxideres acetyl-CoA, der dannes ud fra pyruvat, fuldstændigt til kuldioxid. Under cyklussen frigives CO₂. Derudover produceres NADH og FADH2, som bærer elektroner til elektrontransportkæden. Desuden dannes der ATP eller GTP som direkte energiprodukt.

Respirationskæden (Elektrontransportkæden) er den sidste fase af cellulær respiration og foregår i mitokondriernes indre membran. Her overføres elektroner fra NADH og FADH2 gennem en række proteinkomplekser, hvilket driver produktionen af ATP gennem molekylet ATPase. Denne proces kræver ilt, som fungerer som den endelige elektronacceptor og danner vand som et biprodukt. Der frigives ikke CO₂ i respirationskæden.