Hvernig geta plöntur breytt koltvíoxíði í súrefni?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

Hvernig geta plöntur breytt koltvíoxíði í súrefni?
Plöntur breyta koltvíoxíði ekki beint í súrefni. Með ljóstillífun grænna plantna er koltvíoxíð (CO₂) úr andrúmslofti notað til að mynda kolvetni eða sykur. Um leið er vatnssameind (H₂O) klofin í frumum til að halda uppi ljóstillífun og afleiðing þess er sú að súrefni (O₂) losnar. Ljóstillífun grænplantna gerist aðallega í grænukornum í frumum laufblaða. Aðrar lífverur geta líka ljóstillífað, eins og blágrænar bakteríur og þörungar í vatni og sjó.

Myndun einföldustu sykrunnar (þriggja kolvetna sameindarinnar PGA) er kölluð kolefnisbinding ljóstillífunar og gerist með hjálp ensímsins Rubisco í frumum. Kolefnisbinding er knúin af orkuefnunum ATP og NADPH sem mynduð eru með ljósferli ljóstillífunar. Ef grænukorn fá ekki ljós getur fruman ekki framleitt sykur með kolefnisbindingu. Plöntur nota sykur til að byggja upp kolvetni eins og súkrósa og sterkju, en kolvetnið sjálft er notað áfram í öllum efnaskiptum plantna.

Kolefnisbinding ljóstillífunar er frumframleiðsla jarðar. Aðrar lífverur, þar á meðal menn, lifa af þessu beint og óbeint. Einnig er kolefnisbinding ljóstillífunar vel þekkt fyrir að vera leið til að vega upp á móti koltvíoxíði í andrúmslofti og sjó vegna mengunar sem kemur meðal annars frá iðnaðarstarfsemi mannsins.

Myndun súrefnis er afleiðing ljóstillífunar eins og fyrr var getið. Þegar blaðgrænur (chlorophylls) í grænukornum gleypa (sólar)ljósið örvast þær eða espast og rafeindir (elektrónur) þeirra eru fluttar í efnakeðju og í leiðinni myndast orkuefnin ATP og NADPH sem notuð eru í kolefnisbindingu. Við þetta tapast rafeindir úr sérstökum blaðgrænusameindum en rafeindir sem losna við klofnun vatns fylla í skarðið. Við klofning vatnsins losnar meðal annars súrefni. Þetta súrefni er nýtt í öndun plöntufrumna eða dreifist út í loftið aftur.

Talið er að andrúmsloft jarðar hafi verið súrefnislaust fyrir 3,5 milljörðum ára, en síðan hafi smám saman myndast súrefni við ljóstillífun örvera. Þegar súrefni barst út í andrúmsloftið hófst þróun flóknara lífvera, svo sem heilkjörnunga. Þörungar bættu við meira súrefni með ljóstillífun og síðan þróuðust grænar plöntur. Nú er súrefni um 20% í andrúmslofti eins og kunnugt er. Án ljóstillífunar værum við ekki til.

Sjá einnig svar við spurningunni "Hvers vegna eru plöntur grænar en ekki fjólubláar eða svartar?" eftir sama höfund....