Fotosyntesen
Varifrån får växterna sin ”mat” för att växa?
Experiment av holländaren van Helmont.
Enbart vatten tillförs.
År 1642
2 kg
År 1647
72 kg
Varifrån får växterna sin ”mat” för att växa?
Experiment av holländaren van Helmont.
Enbart vatten tillförs.
År 1642
2 kg
År 1647
72 kg
Byggmaterialet till träden kommer alltså inte från jorden.´
Vad består växter av?
Till största delen vatten och olika kolföreningar
Växterna hämtar kolet från koldioxiden i luften.
FOTOSYNTES
Foto – ljus
Syntes – sätta samman
Fotosyntes – något sätts samman med hjälp av ljus
Tack vare fotosyntesen kan växter
tillverka sin egen mat.
Djur däremot kan inte göra sin egen mat
då de inte har någon fotosyntes. De
måste i stället äta andra växter och djur.
Växterna tar upp koldioxid från luften och vatten från
omgivningen och med hjälp av energi från solen bildas
druvsocker som är en energirik kolförening. Samtidigt bildas
syre som växten släpper ut i luften.
Fotosyntes är en kemisk reaktion som kan skrivas:
Koldioxid + vatten + solenergi → druvsocker + syre
Var sker fotosyntesen hos växten?
Infångning av solenergi
Sker i kloroplasterna (små gröna ”korn”) i växtcellerna. Där finns
det gröna färgämnet klorofyll som kan binda solenergi.
Fotosyntes sker inte bara hos fanerogamer utan även hos t.ex.
alger och blågröna bakterier.
Upptag av koldioxid och utsläpp av syre
Sker genom klyvöppningar – små öppningar i bladen (flera
miljoner i ett enda blad)
Klyvöppningar kan även släppa ut vatten. Regleras genom två
läppceller.
Svala dagar – helt öppna
Varma dagar – stängda (behåller vattnet)
Vad använder växten druvsocker till?
Mat
Tillväxt
Blomning
Fröbildning
För att växten ska kunna använda sockret till byggmaterial
måste det först göras om till andra ämnen. Det sker genom att
koppla ihop kedjor av druvsockermolekyler.
Stärkelse
• Lagring av druvsocker för framtiden
• Finns i frön, lökar och rotknölar (potatis, lök, morötter)
Cellulosa
• Ännu längre kedjor av druvsocker
• Lagras i cellens väggar
• Bygger upp växten (sega, styva fibrer) - trädstammar,
grenar och blad
• Ämnen som druvsocker, stärkelse och cellulosa kallas
gemensamt för kolhydrater.
• Kan växter bilda andra ämnen?
• Växter kan även tillverka andra ämnen. För detta
behövs mer än koldioxid, vatten och solljus.
• Främst behövs mineralämnen (kväve, fosfor och
kalium), men även små mängder av andra ämnen (järn,
koppar, zink).
• Med hjälp av de näringsämnen som tas upp
tillsammans med vatten via rötterna tillverkar
växterna:
- Proteiner (bönor, ärter)
- Fetter (raps, solros, nötter)
- Vitaminer (finns rikligt i frukter)
• Om växten får brist av något näringsämne blir den
precis som vi hängig och trött och växer dåligt. Det är
därför vi gödslar.
• Hur transporteras näringsämnena i växten?
• Vatten och mineralämnen sugs upp av rötterna
genom tunna rothår.
• Vatten och näring transporteras upp från rötterna
till bladen där fotosyntesen sker. De transporteras
via ”rör” som kallas för vedkärl.
• Överflödigt vatten släpps ut genom
klyvöppningarna.
• Druvsockret transporteras till celler som själva ej
kan tillverka socker (t.ex. rötterna som saknar
klorofyll och solljus). Dessa ”rör” kalls för silrör.
FÖRBRÄNNING
Allt levande behöver energi för att arbeta, växa och dela sig.
När energi i maten ska användas i cellerna sker det på samma
sätt i växter och djur.
Energin frigörs genom förbränning, som också kallas
cellandning.
Hur sker förbränningen/cellandningen?
Cellandningen fungerar som en omvänd fotosyntes.
Druvsocker förbränns med hjälp av syre till energi samt
koldioxid och vatten.
Detta kan skrivas:
Druvsocker + syre → koldioxid + vatten + energi
Märk att all förbränning kräver syre!
Kolatomerna som växterna fångade in från luften vid
fotosyntesen sprids nu åter till luften som koldioxid. Växter och
djur behöver alltså varandra!
Den frigjorda energin kan bli rörelseenergi eller värmeenergi.
Mat som innehåller mycket druvsocker (t.ex. russin) ger
snabbt ifrån sig energin → man blir pigg snabbt.
Mat som innehåller mycket stärkelse (t.ex. potatis, bröd) ger
energi, men den frigör sig inte lika snabbt → man blir inte
pigg lika snabbt. Stärkelsekedjorna måste först sönderdelas
till druvsocker innan den kan förbrännas.
Solenergi i ved och bensin
Energi som frigörs vid förbränning av ett vedträ kommer från
vedens cellulosa. Cellulosan kommer en gång från druvsockret
som bildades med hjälp av solstrålars energi vid trädets
fotosyntes.
Bensin kommer från olja som bildats ur flera hundra miljoner år
gamla växt- och djurdelar – energi från miljontals år gamla
solstrålar frigörs. Vi släpper också fri den koldioxid som varit
bunden i oljan under lika lång tid.
Växterna bildar syre som behövs vid förbränningen.
Vid den bildas koldioxid som kan användas vid fotosyntesen
Balans mellan syre och koldioxid i luften
NÄRINGSKEDJA
Producent: organism som tillverkar (producerar) mat genom
sin fotosyntes. T.ex. växter.
Konsument: Organism som äter (konsumerar) växterna. T.ex.
djur.
Toppkonsument
Förstahandskonsument
Producent
Andrahandskonsument
Tredjehandskonsument
ÄMNENAS KRETSLOPP
Producent
Konsument
Nedbrytare
Nedbrytning
Nedbrytare: Äter döda växter och djur samt djurens avföring.
T.ex. bakterier, svampar, maskar, insekter och andra smådjur.
Sönderdelar de döda djuren och växterna till enkla
näringsämnen.
Kretslopp
Nedbrytare → sönderdelar döda djur och växter → bryts ner till
enkla näringsämnen → tas upp av växterna med rötterna
KOLETS EVIGA KRETSLOPP
Kolets atomer:
Alla växter och djur
Gasen koldioxid i luften
Stenkol, olja eller gas nere i jordskorpan
…
Kolatomer som fångas in vid fotosyntesen kan fortsätta i olika
långa kretslopp.
Kolatomerna släpps ibland ”fria” som koldioxid.
1 dag
En växts dagliga fotosyntes → binder koldioxid från luften,
förbränner druvsocker och släpper ut koldioxid (”andas”).
1 år
Kolatomer tas upp genom fotosyntesen → Vetekornet bildar
stärkelse från druvsockret → bonden skördar vetet →
mössen äter vetet → mössen förbränner vetet och andas ut
kolatomerna
100 år
Kolatomer i luften binds i en granplanta → plantan växer till
ett träd → trädet fälls och veden används i en brasa →
kolatomerna sprids i luften
Flera hundra miljoner år
Skogar fångar upp kolatomer via fotosyntes → växterna dör
och delar spolas ut till havsbottnar → högt tryck och värme
från jordens inte ombildar växtdelarna till kol, gas och olja
→ människor pumpar upp oljan för t.ex. bensintillverkning
→ bilar förbränner bränslet och kolatomerna släpps ut
ENERGIOMVANDLING
Energi kan inte skapas eller förstöras – den kan bara
omvandlas från en form till en annan.
Fotosyntesen:
Ljusenergi (solen)
kemiskt bunden energi (druvsocker)
Förbränning:
kemiskt bunden energi (druvsocker)
värmeenergi
rörelse- och
Så småningom övergår all energi till värmeenergi. Den är svår
att återanvända. Sprider sig till omgivningen och ut i rymden.
Därför måste ny solenergi hela tiden tillföras jorden.
Energiförluster i näringskedjan
För varje steg i näringskedjan går 85% av energin förlorad som
rörelse- och värmeenergi.
Bara 15% lagras därför i djuret som kolhydrater, fetter eller
proteiner som nästa konsument kan äta.
Därför finns det inte så många rovdjur i världen – energin räcker
inte till.
Varje steg uppåt i pyramiden motsvarar ett nytt steg i
näringskedjan.
85% av energin ”förloras” för varje steg i näringskedjan →
mängden användbar energi minskar.
EVOLUTION
Vart tog koldioxiden vägen? (s. 135)
Jorden bildades för ca 4,5 miljarder år sedan. Då fanns nästan
inget syre i luften, däremot mycket koldioxid.
Nu innehåller luften väldigt lite koldioxid, men syret har ökat (ca
21%). Vart har koldioxiden tagit vägen?
Växter, alger och blågröna bakterier har tagit upp en stor del av
atmosfärens koldioxid genom fotosyntesen.
Kolet har bundits i druvsocker och vidare till andra ämnen i
växten.
Växter och alger som levt för länge sedan har med tiden
omvandlats till kol, gas och olja djupt i marken (fossila, ickeförnyelsebara bränslen).
Det är här kolatomerna som en gång fanns i atmosfären nu
finns!
Atomer kan inte förbrukas eller nybildas. Bara ingå i olika
föreningar!
