Fotosyntesen med formel och förklaring för åk 4 till 9

Fotosyntes är den process där växter, alger och vissa bakterier använder solljus för att omvandla koldioxid och vatten till druvsocker och syre. Fotosyntesen sker i kloroplasterna, där det gröna pigmentet klorofyll fångar in ljuset. Formeln är 6 CO₂ + 6 H₂O + ljusenergi → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂.

Fotosyntesen sker i två steg. I ljusreaktionerna fångas solens energi och vatten spjälkas så att syre frigörs. I Calvin-cykeln byggs koldioxiden sedan om till socker. Utan fotosyntesen skulle det varken finnas syre att andas eller mat att äta.

Vad är fotosyntes?

Fotosyntesen är växternas metod för att omvandla ljusenergi till kemisk energi som de kan lagra och använda. Nationalencyklopedin beskriver den som den process där växter, alger och fototrofa bakterier omvandlar ljus till kemiskt bunden energi. Växterna tar upp koldioxid från luften och vatten från marken och använder solens energi för att tillverka druvsocker, som är deras näring.

Processen är mer komplicerad än den ser ut. Den sker i bladens celler, i kloroplaster där ljus, enzymer och pigment samspelar. Utan fotosyntesen skulle atmosfären vara nästan syrefri. Energin som växterna lagrar hade inte heller kunnat föras vidare till resten av näringskedjan.

Vilka är formlerna för fotosyntes och cellandning?

Fotosyntesen kan skrivas på två sätt, med ord eller med kemiska tecken. Båda beskriver samma sak, nämligen att vatten och koldioxid blir druvsocker och syre med hjälp av ljusenergi.

Formel	Så skrivs den
Fotosyntes med ord	Koldioxid + vatten + ljusenergi → druvsocker + syre
Fotosyntes med kemiska tecken	6 CO₂ + 6 H₂O + ljusenergi → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂
Cellandning med ord	Druvsocker + syre → koldioxid + vatten + energi
Cellandning med kemiska tecken	C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + energi

Siffrorna framför molekylerna visar hur många av varje som behövs. Sex koldioxidmolekyler och sex vattenmolekyler blir en druvsockermolekyl och sex syrgasmolekyler. På båda sidor av pilen finns lika många atomer av varje slag, nämligen 6 kol, 12 väte och 18 syre.

Cellandningen är fotosyntesen baklänges. Där fotosyntesen lagrar energi i druvsocker frigör cellandningen energin igen, så att cellen kan använda den. Växter har båda processerna, medan djur och människor bara har cellandning.

Hur förklarar man fotosyntes för barn?

Växter är som små fabriker som gör sin egen mat. De suger upp vatten genom rötterna och tar in koldioxid ur luften genom bladen. Solljuset, som fångas av det gröna ämnet klorofyll, ger energin som behövs för att göra om vattnet och koldioxiden till socker.

Sockret är växtens mat. Av det bygger den nya blad, stjälkar och rötter. Samtidigt släpper växten ut syre, precis det som vi och djuren behöver andas.

Ett enkelt försök visar att växter behöver ljus. Ställ en kruka krasse i ett mörkt skåp och en annan i fönstret, så ser du efter några dagar att växten i mörkret blir blek och ranglig.

Vad behöver du veta om fotosyntes i åk 4?

Fotosyntesen står i kursplanen i biologi för årskurs 4 till 6. Många klasser börjar med den redan i fyran. Då handlar det om att förstå att växter tillverkar sin egen mat med hjälp av solljus och samtidigt ger oss syre.

Tre saker att kunna i åk 4

• Vad växten behöver: Ljus, vatten och koldioxid.
• Vad växten tillverkar: Druvsocker som växten lever av, samt syre.
• Formeln med ord: Koldioxid + vatten + ljusenergi → druvsocker + syre.

Vad behöver du kunna om fotosyntes i åk 6?

I årskurs 6 kopplas fotosyntesen ihop med cellandningen och kretsloppen i naturen. I kursplanen står fotosyntes och cellandning som en del av området ekosystem och ekologiska samband.

Skolverkets kommentarer till kursplanen säger att det räcker att eleverna förstår vad reaktionerna innebär. Poängen är att se hur fotosyntes och cellandning hänger ihop i kretsloppen och näringskedjorna, snarare än att kunna formler med kemiska tecken.

Det här brukar ingå i åk 6

• Fotosyntes och cellandning: Att fotosyntesen lagrar energi och att cellandningen frigör den.
• Kolets kretslopp: Hur kol vandrar mellan luften, växterna, djuren och marken.
• Näringskedjor: Att växterna är producenter och basen för all annan föda.
• Formlerna med ord: Både för fotosyntes och för cellandning.

Vill du fördjupa dig kan du läsa mer om kolets kretslopp. Där ser du hur fotosyntesen binder kol som sedan släpps ut igen genom cellandning och nedbrytning.

Vad behöver du kunna om fotosyntes i åk 7 till 9?

I årskurs 7 till 9 blir fotosyntesen mer kemisk. I kursplanen ingår fotosyntes, cellandning, materiens kretslopp och energins flöden. Eleverna förväntas också kunna koppla ihop processerna med ekosystemens bärkraft och hållbar livsmedelsproduktion.

Det här brukar ingå i åk 7 till 9

• Formlerna med kemiska tecken: 6 CO₂ + 6 H₂O + ljusenergi → C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ och cellandningens omvända formel.
• Ljusreaktioner och Calvin-cykeln: Var i kloroplasten stegen sker och vad ATP och NADPH gör.
• Begränsande faktorer: Hur ljus, koldioxid, temperatur och vatten styr hastigheten.
• Energiflöden: Varför bara en liten del av energin går vidare till nästa led i näringskedjan.

Avsnitten nedan går igenom stegen i den ordning de brukar tas upp på högstadiet. De passar också den som läser biologi på gymnasiet.

Hur går fotosyntesen till steg för steg?

Fotosyntesen sker i två huvudsteg. Först fångas ljusets energi i ljusreaktionerna, sedan används energin för att bygga socker i Calvin-cykeln.

Första steget, ljusreaktionerna

Ljusreaktionerna sker i tylakoidernas membraner, små strukturer inne i kloroplasterna. Här fångas ljuset upp av klorofyllmolekyler som exciterar elektroner och sätter igång en kedja av energiöverföringar. Vattnet som växten suger upp spjälkas, vilket frigör syre som släpps ut i atmosfären.

Elektronerna förs vidare mellan två fotosystem genom en kedja av molekyler. Under tiden bildas de energirika ämnena ATP och NADPH, som används i nästa steg.

Andra steget, Calvin-cykeln

I Calvin-cykeln används ATP och NADPH för att göra om koldioxid till socker. Stegen kallades tidigare mörkerreaktioner, men namnet är missvisande eftersom de sker i dagsljus och är beroende av produkterna från ljusreaktionerna.

Enzymet Rubisco binder koldioxiden till en molekyl som genom flera steg blir socker. Allt sker i stromat, den vätskefyllda delen av kloroplasten. Rubisco anses vara det vanligaste proteinet på jorden.

Klorofyllets roll

Klorofyll finns i flera varianter, där typ a och b är de vanligaste hos gröna växter. Pigmenten absorberar främst rött och blått ljus och reflekterar grönt, vilket förklarar varför växterna ser gröna ut.

Vilka ämnen behövs för fotosyntes?

För att fotosyntesen ska fungera behövs ljus, vatten och koldioxid. Växten behöver också näringsämnen som kväve, magnesium och järn för att bygga klorofyll och enzymer.

Hastigheten styrs av den faktor som är mest begränsad just då, oavsett hur gynnsamma de andra är. Det kallas Blackmans princip om begränsande faktorer och formulerades redan 1905.

Faktorer som påverkar fotosyntesen

• Ljus: Mer ljus ger snabbare fotosyntes upp till en mättnadspunkt. Växterna använder ljus i våglängderna 400 till 700 nanometer, främst det röda och det blå.
• Koldioxid: Luften innehåller i dag omkring 0,043 procent koldioxid. Högre halter ökar fotosyntesen. Många kommersiella växthus tillför därför extra koldioxid.
• Temperatur: De flesta växter har sin optimala temperatur mellan 20 och 30 grader. För hög värme stänger klyvöppningarna och stressar enzymerna, medan kyla saktar ner alla kemiska reaktioner.
• Vatten: Vatten är både råvara och nödvändigt för att klyvöppningarna ska kunna stå öppna. Vid torka stänger växten klyvöppningarna, vilket också stoppar koldioxiden.
• Näring: Brist på kväve, magnesium eller järn syns ofta som gulnade blad, eftersom klorofyllet inte kan byggas.

Bara omkring en till två procent av solljuset som når jordens växter lagras som kemisk energi. Resten reflekteras, blir värme eller går åt när växten andas. I Sverige varierar ljuset kraftigt över året. SMHI mäter solstrålningen vid stationer över hela landet.

Vad är fotosyntes bra för?

Fotosyntesen driver hela ekosystemet. Utan den skulle näringskedjorna brytas, eftersom växterna är basen för nästan allt liv. Naturskyddsföreningen beskriver fotosyntesen och cellandningen som två sammanhängande processer. När vi äter sallad får vi i oss solens energi, medan syret vi andas kommer från växterna.

Fyra skäl till att fotosyntesen är så viktig

• Syre: Fotosyntesen ger det syre vi andas.
• Mat: Den lagrar solenergi i druvsocker, som blir basen för nästan all näring.
• Klimat: Den tar upp koldioxid och driver kolets kretslopp.
• Energi: Den bygger upp den biomassa som kan bli biobränsle.

En vanlig missuppfattning är att fotosyntesen främst sker på land. Mikroskopiska alger och cyanobakterier i haven står för ungefär hälften av syreproduktionen på jorden. Skogar och annan landvegetation är viktiga, men haven är minst lika viktiga.

Växtplanktonen är också basen i havets näringskedjor. Från djurplankton går energin vidare till fisk, sjöfåglar och sälar.

Hur skiljer sig C3-, C4- och CAM-växter åt?

Alla växter använder fotosyntes, men de binder koldioxiden på olika sätt. De delas in i tre grupper, nämligen C3-, C4- och CAM-växter.

C3-växter, som de flesta träd, buskar och vete, trivs bäst i svalare klimat. C4-växter, som majs och sockerrör, har en effektivare process i varma miljöer. CAM-växter, som kaktusar, sparar vatten genom att öppna klyvöppningarna på natten i stället för på dagen.

Vilka pigment hjälper klorofyllet?

Utöver klorofyll finns andra pigment som hjälper växterna att fånga ljus. Hos landväxterna är det framför allt karotener och xantofyller, som tar upp ljus som klorofyllet inte kan absorbera och för energin vidare till reaktionscentren.

Rödalger och cyanobakterier har dessutom fykobiliproteiner, som gör att de kan använda ljus som når djupare ner i vattnet. Tack vare pigmenten kan fotosyntesen använda ett bredare spektrum av ljus.

Hur påverkas fotosyntesen av klimatförändringarna?

Högre temperaturer och torka, som blir vanligare med klimatförändringarna, kan minska fotosyntesen. Det påverkar både skördarna och kolets kretslopp. Vissa växter hanterar värme genom att stänga klyvöppningarna, medan andra är mer känsliga.

Mer koldioxid i luften kan samtidigt öka fotosyntesen hos många växter, men effekten begränsas av vatten, näring och värme. Hur balansen blir är en av de stora frågorna i klimatforskningen. Den avgör hur mycket koldioxid skogar och hav kan ta upp i framtiden.

Vanliga frågor om fotosyntesen

Vad är fotosyntes med enkla ord?

Fotosyntes är den process där växter, alger och vissa bakterier omvandlar solljus, vatten och koldioxid till druvsocker och syre. Det är växternas sätt att tillverka sin egen mat. Processen är grunden för nästan allt liv på jorden.

Vad består fotosyntes av?

Fotosyntesen består av två delar, ljusreaktionerna och Calvin-cykeln. I ljusreaktionerna fångas ljusenergin och vatten spjälkas till syre. I Calvin-cykeln används energin för att bygga socker av koldioxid.

Vad är den kemiska formeln för cellandning?

Den kemiska formeln för cellandning är C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O + energi. Druvsocker och syre blir alltså koldioxid, vatten och energi. Det är fotosyntesens formel baklänges.

Sker fotosyntesen på natten?

Nej. Ljusreaktionerna är beroende av solljus och stannar av när det blir mörkt. På natten har växten bara cellandning, där den använder sockret från dagen för att frigöra energi. CAM-växter som kaktusar tar visserligen in koldioxid på natten, men själva ljusreaktionerna kräver alltid ljus.

Vad är skillnaden mellan fotosyntes och cellandning?

Fotosyntes och cellandning är varandras motsatser. Fotosyntesen binder solenergi i druvsocker och frigör syre, medan cellandningen bryter ner druvsocker med hjälp av syre och frigör koldioxid, vatten och energi. Växter har båda processerna, men djur har bara cellandning.

Var i växten sker fotosyntesen?

Fotosyntesen sker i bladens celler, i små organeller som kallas kloroplaster. Inuti kloroplasterna finns tylakoider där ljusreaktionerna äger rum. Calvin-cykeln sker i stromat, den vätskefyllda delen runt tylakoiderna.

Varför är klorofyll grönt?

Klorofyll absorberar främst rött och blått ljus, vilket gör att det gröna ljuset reflekteras. Det är därför vi uppfattar växter som gröna. På hösten bryts klorofyllet ner och då syns de gula karotenoiderna, som funnits i bladen hela sommaren. De röda antocyaninerna bildas däremot ofta först på hösten.