Fotosyntese og lysets påvirkning

Formålet med forsøgene er at undersøge lysets påvirkning på fotosyntesen.

Teori

Når planter laver fotosyntese sker det ved en lysproces og en mørkeproces. Planten laver fotosyntese om dagen, og den respirerer hele tiden. Planterne omdanner H2O og CO2 til kulhydrater ved hjælp af den tilførte lysenergi. I lysprocessen bliver lysenergien omdannet til kemisk energi, altså ATP og NADPH. Det sker når det synlige, med bølgelængen 400-800 nm kommer gennem bladenes epidermis, altså det yderste cellelag. Når lyset er her, trænger det videre ind i mesofylcellerne og helt ind i mesofylcellernes kloroplaster, altså de såkaldte grønkorn. Det er her fotosyntesen foregår. Rundt om kloroplasterne er der en dobbeltmembran, hvori der er lamelsystem, som kaldes thylakoider, hvori klorofyl molekylerne er. Det er her reaktionerne, som skal til for at danne lysenergien om til den kemiske energi ATP og NADPH sker. Mørkeprocessen er uafhængig af lys, selvom det også foregår om dagen. I mørkeprocessen bliver kemiske energi fra lysprocessen udnyttet til syntesen af glucose fra CO2 og H2O, hvilket er en meget energikrævende proces. Planten udnytter den kemisk bundne energi fra lysprocessen ATP og NADPH til at få reaktionen til at løbe. Kulhydratproduktionen finder sted i kloroplasterne, altså i stromaområderne, som er mellem membransækkene. Overalt på epidermisslaget er der spalteåbninger der kan regulere diffusionen af CO2 til mesofylcellerne. Hvis ikke spalteåbningerne lukker igen hurtigt efter de har indtaget CO2, vil der være vandfordampning ud af spalteåbningerne, som kan gøre at bladet vil lide af vandmangel. Mørkeprocessen er den begrænsende faktor for glukose produktionen, når der er lys. Planterne formår kun at fixere lidt CO2, da enzymastiske reaktioner med rubisco har en maksimal kapacitet, altså et lysmætningsniveau. Når lysmætningsniveauet er nået, vil stærkere lys ikke gøre at planten vil kunne nå at lave mere fotosyntese, fordi planten ikke vil kunne nå at fixere mere kuldioxid. Lysmætningsniveauet ligger normalt på 1000 PAR for de fleste planter, det svarer til lysmængden på en overskyet dag. Når en plante laver fotosyntese, men kun lidt og den respirerer samtidigt vil den komme til et punkt hvor fotosyntesen og respirationen neutraliserer hinanden, dette punkt kaldes kompensationspunktet.