SOLUJEN TOIMINTA TARVITSEE ENERGIAA. 

A ENERGIAN SITOMISEEN kykenevät omavaraiset (autotrofit) eliöt, joita kutsutaan myös tuottajiksi.

1) fotoautotrofit 

-muuttavat auringon säteilyenergiaa kemialliseksi energiaksi yhteyttämällä valon avulla eli fotosynteesillä 

Fotosynteesiin kykenevät kasvikunta, alkueliöistä levät ja bakteereista syanobakteerit.

Fotosynteesi on ehkä maapallon tärkein biokemiallinen reaktio, koska sen avulla fotoautotrofit tuottavat

 a – glukoosia ja sitä jatkojalostamalla muitakin orgaanisia yhdisteitä esim. monimutkaisempia sokereita itselleen ja  muille eliöille

 b- hapen ilmakehään

 c- puutavaraa, nautintoaineita, lääkkeitä, kuituja, yms. raaka-aineita ja energiaa biomassasta.

2) kemoautotrofit

Valmistavat glukoosia, sillä energialla, jonka saavat  hapettamalla epäorgaanisia yhdisteitä. Kemosynteesi mahdollistaa ravintoketjut esim. syvänmeren pohjissa (pimeässä), mutta se on paljon tehottomampaa kuin fotosynteesi.

-Kemosynteesiin kykenevät jotkin bakteerit ja arkeonit .

B) Kaikki eliöt vapauttavat energiaa näistä yhdisteistä solun toimintoihin. Yleinen tapa on soluhengitys (luku 3).

Lukiossa energiansitomistavoista käsitellään tarkemmin vain fotosynteesi.

FOTOSYNTEESI
Photosynthesis ameba sisters

Fotosynteesi koostuu karkeasti jaoteltuna kahdesta reaktiosarjasta: valoreaktioista ja hiilihydraattisynteesistä. Hiilihydraattisynteesistä käytetään myös nimeä pimeäreaktiot.



Fotosynteesin yksinkertaistettu reaktioyhtälö kannattaa opetella:

6 CO2(hiilidioksidi) + 6 H2O ja valoenergia --> C6H12O6 (glukoosi) + 6 O2

 

1. Fotosynteesin valoreaktiot
   1. Tapahtuvat viherhiukkasen eli(kloroplasti) yhteyttämiskalvostolla
   2. Vesi hajoaa vetyioniksi, elektroneiksi ja hapeksi. Happi vapautuu mm. ilmakehään ja vetyionit ja elektronit siirtyvät vedynsiirtäjään kiinnittyneinä reaktiossa eteenpäin (NAPD -> NAPDH)
   3. Energia sitoutuu ATP- molekyyliin sidoksiin

 

Fotosynteesin pimeäreaktiot eli hiilihydraattisynteesi

1. 1. Tapahtuvat viherhiukkasen nestemäisessä välitilassa eli stroomassa. 
   2. Lopputuloksena glukoosia
   3. Tarvitaan hiilidioksidia ja vetyioni, joka on tuotettu valoreaktiossa
   4. ATP (saatu valoreaktiossa) luovuttaa energiaa.
   5. Ei tapahdu pimeässä, vaan välittömästi valoreaktion jälkeen

linkin video kuvaa yleisintä C3- fotosynteesin hiilihydraattisynteesiä (Calvinin kierto). 
https://www.youtube.com/watch?v=c2ZTumtpHrs 

Fotosynteesin tehokkuuteen (maailman ravinnontuotannon) vaikuttavia tekijöitä ovat

1) ilmakehän CO2- pitoisuus
2) valon määrä ja aallonpituus,
3) lämpötila 
4) Veden määrä
5) Ravinteiden määrä. Tärkeimmät kasvien ravinteet ovat: typpi, fosfori ja kalium.

https://www.youtube.com/watch?v=eo5XndJaz-Y

Sokerit ovat soluissa energianvarastoja (tärkkelys tai glykogeeni) ja myös tukevia rakenneaineita (selluloosa).

• Sokerit eli hiilihydraatit
  • Kasvisolu muokkaa glukoosista esim. fruktoosia (monosakkarideja) tai vaikka ruokosokeria (disakkaridi). Energiaa kasvit varastoivat usein tärkkelykseksi, joka on monimutkainen polysakkaridi. Kasvisolu tekee usein glukoosista myös selluloosaa, jota tarvitaan mm. kasvisolun soluseinässä.
  • Jos eläinsoluun tulee ylenmäärin glukoosia, se varastoida sitä glykogeeniksi (polysakkaridi).
    • Ihmisellä esim. maksan solut varastoivat ylimääräisen glukoosin maksaan glykogeeniksi.