School of Life Sciences | Ask A Biologist

dropdown arrow downdropdown arrow upshow/hide menu

Why is Rudolp's nose red?
Fotosynthese illustration

Fotosynthese

toon/verberg woorden om te weten

  • ATP: Adenosine Trifosfaat. Dit is het energiedragende molecuul voor alle cellen.
  • Cellulose: het materiaal dat de celwanden van de meeste planten structuur geeft. Cellulose wordt door mensen gebruikt voor het maken van veel spullen, zoals papier en stoffen.
  • Eiwit: moleculen die voorkomen in de cellen van levende dingen, gemaakt van speciale bouwstenen genaamd aminozuren.
  • Elektronen transportketen: een proces in de cel dat elektronen gebruikt om chemische energie te maken.
  • Ion: een atoom of molecuul dat een verschillend aantal protonen en neutronen heeft. Daardoor heeft het atoom of de molecuul een negatieve of positieve elektrische lading...meer
  • Lichtreactie: het eerste deel van de fotosynthese waarbij (zon)licht wordt gevangen en opgeslagen door de plant...meer
  • Molecuul: een chemische structuur die bestaat uit twee of meer atomen bij elkaar gehouden door een chemische binding. Water is een molecuul dat bestaat uit twee waterstofatomen en een zuurstofatoom (H2O)...meer
  • Thylakoïde: een ovaal deeltje in een plantencel. In de Thylakoïde gebeuren de lichtreacties van de fotosynthese.
  • Zetmeel: wordt gemaakt door alle groene planten en gebuikt om energie op te slaan om later te gebruiken.

De ene soort energie gaat er in, de andere komt er uit

De lichtreacties vinden plaats in het membraan van de thylakoïde, binnen in de chloroplast. Omdat de reacties afhankelijk zijn van licht, moet het dus licht zijn waar ze gebeuren. Herinner je je nog dat het doel van het eerste deel van de fotosynthese is om energie uit zonlicht om te zetten in andere vormen van energie?

Sunlight through tree branchesPlanten kunnen de energie uit licht niet direct gebruiken om suikers te maken. In plaats daarvan verandert de plant de lichtenergie in een vorm van energie die hij wel kan gebruiken: chemische energie. Chemische energie is overal om ons heen. Auto’s hebben bijvoorbeeld chemische energie van benzine nodig om te rijden. De chemische energie die planten gebruiken zit opgeslagen in ATP en NADPH. ATP en NADPH zijn twee soorten energiedragende moleculen. Deze twee moleculen komen niet alleen voor in planten, maar dieren gebruiken ze ook.

Het recept voor energie

Planten hebben water nodig om NADPH te maken. Dat water wordt uit elkaar gehaald om elektronen vrij te laten (negatief geladen subatomische deeltjes). Wanneer het water uit elkaar wordt gehaald komt er ook zuurstof vrij, het gas dat wij allemaal nodig hebben om te ademen.

<p >De elektronen moeten door speciale eiwitten die in het membraan van de thylakoïde zitten. Ze gaan door het eerste gespecialiseerde eiwit (het fotosysteem II eiwit) en dan door de elektronen transportketen. Daarna gaan ze door een tweede gespecialiseerde eiwit (het fotosysteem I eiwit).

Fotosysteem I en Fotosysteem II

Wacht eens even… eerst gaan de elektronen door het tweede fotosysteem en daarna gaan ze pas door de eerste? Dat klinkt erg verwarrend. Waarom zouden ze de fotostystemen zo noemen?

Waterdruppels op een plantFotosysteem I en II kloppen niet met de route die de elektronen nemen, omdat ze niet in die volgorde zijn ontdekt.

Fotosysteem I was als eerste ontdekt. Pas later werd fotosysteem II ontdekt en werd gevonden dat die eerder in de elektronentransportketen zit. Maar toen was het te laat en stond de naam al vast. Eerst reizen elektronen door fotosysteem II en daarna door fotosysteem I.

De elektronentransportketen

Terwijl ze in fotosysteem II en I zitten verzamelen de elektronen energie van het zonlicht. Hoe doen ze dat? Chlorofyl, dat aanwezig is in de fotosystemen, absorbeert lichtenergie. De energierijke elektronen worden dan gebruikt om NADPH te maken.

De elektronentransportketen is een serie van moleculen die makkelijk elektronen afstaan of opgeven. Door stap voor stap door die moleculen te bewegen worden de elektronen in een bepaalde richting bewogen langs een membraan. De beweging van waterstofionen is hieraan gekoppeld. Dat betekent dat als de elektronen worden verplaatst, waterstofionen ook bewegen.

ATP wordt gemaakt wanneer waterstofionen in het binnenste van de thylakoïde worden gepompt. Waterstofionen hebben een positieve lading. Zoals bij magneten, dingen met dezelfde lading stoten elkaar af. Dus willen de waterstofionen graag bij elkaar uit de buurt komen. Ze ontsnappen de thylakoïde via een membraaneiwit genaamd ATP synthase. Doordat ze door dit eiwit gaan geven ze het energie, zoals water dat door een dam beweegt. Wanneer de waterstofionen door het eiwit bewegen en langs de elektronentransportketen wordt ATP gemaakt. Dat is hoe planten zonlicht veranderen in bruikbare chemische energie. 

De Calvincyclus: Leven maken van lucht

Hoe kan het dat iets als lucht veranderd in het hout van een boom? Het antwoord vind je in de bestanddelen van lucht.

BoomstamLucht bevat verschillende elementen zoals zuurstof, koolstof en stikstof. Die elementen kunnen samen moleculen vormen, zoals bijvoorbeeld koolstofdioxide (CO2). Koolstofdioxide bestaat uit een koolstofatoom en twee zuurstofatomen. Planten nemen het koolstofatoom van koolstofdioxide en gebruiken het om suikers te bouwen.

Dat alles gebeurt via de calvincyclus. De calvincyclus vindt plaats binnenin chloroplasten, maar buiten de thylakoïden (waar ATP wordt gemaakt). De ATP en NADPH van de lichtreacties  worden gebruikt in de calvincyclus.

Delen van de calvincyclus worden soms donkerreacties genoemd. Maar laat je niet voor de gek houden door de naam… die reacties hebben toch zonlicht nodig om te werken.

Het eiwit RuBisCO helpt ook met het proces om koolstof uit de lucht in suikers te veranderen. RuBisCO werkt erg traag, dus planten hebben veel van het eiwit nodig. Het is zelfs zo dat RuBisCO het meest voorkomende eiwit is in de hele wereld!

De opbrengst van de calvincyclus wordt gebruikt om de simpele suiker glucose te maken. Glucose kan gebruikt worden om ingewikkeldere suikers te maken zoals zetmeel en cellulose. Zetmeel bewaart energie voor de plant en cellulose is de bouwstof waaruit planten zijn gemaakt.


Afbeeldingen via Wikimedia Commons. Afbeelding van zaailing van Bff.

Seedline

Planten hebben chemische energie nodig om te groeien en te overleven. Maar hoe veranderen ze de energie in zonlicht naar chemische energie?

Share to Google Classroom

Be part of Ask A Biologist

by volunteering, or simply sending us feedback on the site. Scientists, teachers, writers, illustrators, and translators are all important to the program. If you are interested in helping with the website we have a Volunteer page to get the process started.

dropdown arrow downdropdown arrow up  Learn More

Seedline

Planten hebben chemische energie nodig om te groeien en te overleven. Maar hoe veranderen ze de energie in zonlicht naar chemische energie?

Share to Google Classroom

Be part of Ask A Biologist

by volunteering, or simply sending us feedback on the site. Scientists, teachers, writers, illustrators, and translators are all important to the program. If you are interested in helping with the website we have a Volunteer page to get the process started.