Titta

UR Samtiden - Fascinerande växter

UR Samtiden - Fascinerande växter

Om UR Samtiden - Fascinerande växter

Forskare från Umeå universitet och Sveriges lantbruksuniversitet berättar om sin forskning om växter. Inspelat den 8 mars 2017 på Umeå universitet. Arrangör: Sveriges lantbruksuniversitet.

Till första programmet

UR Samtiden - Fascinerande växter : Fotosyntesen och cellens energifabrikerDela
  1. Det här blev då... Under årmiljonerna
    utvecklades de här cellerna-

  2. -och blev flercelliga organismer-

  3. -som sen har utvecklats under
    de senaste 500-600 miljoner åren.

  4. Fotosyntes är ett samarbete
    mellan cellens energifabriker.

  5. Innan jag börjar
    vill jag tacka två doktorander-

  6. -som har gjort illustrationerna -
    Bastiaan Brouwer-

  7. -och framför allt Daria Chrobok.

  8. Det här är dagens huvudaktörer:
    kloroplaster och mitokondrier.

  9. Här är de representerade
    av Barbaklor och Barbamito.

  10. Det som de har gemensamt-

  11. -är att de är cellens energifabriker.

  12. Båda kan göra kemisk energi.

  13. Kloroplasten omvandlar ljusenergi
    till kemisk energi.

  14. Som en konsekvens av det
    bildar den också socker.

  15. Det syns inte så bra,
    men det är sockerbitar där nere.

  16. Sen kan mitokondrierna
    använda sockret och bryta ner det.

  17. I den processen
    utvinns kemisk energi-

  18. -som cellen kan använda
    till nyttiga reaktioner.

  19. Det upplägg jag har
    för presentationen...

  20. Först ska jag översiktligt
    presentera fotosyntesen-

  21. -alltså vad kloroplasten gör.

  22. Sen ska jag förklara hur kloroplaster
    och mitokondrier har uppkommit-

  23. -och hur de kan samarbeta.
    För att visa det ska jag...

  24. Jag ska visa ett enkelt experiment
    som vi har gjort.

  25. Men förklaringen är komplicerad-

  26. -så då får jag gå igenom fotosyntesen
    lite mer i detalj, som avslutning.

  27. Slutsatsen är att samarbete krävs
    för en optimal fotosyntes-

  28. -som man kan anta
    utifrån titeln på föredraget.

  29. Vi kan börja med att säga
    att fotosyntesen är det bästa vi har.

  30. Utan den skulle vi inte existera.

  31. Även om vi äter vegetabilier-

  32. -eller om vi äter
    nån som har ätit vegetabilier-

  33. -är vi ändå fotosyntesprodukter,
    kan man säga, indirekt.

  34. Fotosyntesen är
    absolut viktig för vår överlevnad.

  35. Hur fungerar den då?

  36. Om vi tar en växt,
    som vi hörde här...

  37. Vi har koldioxid... Nehej.

  38. Koldioxid och vatten
    ger socker och syre.

  39. Var sker då det här? Jo...

  40. Vatten kommer från marken
    och koldioxid kommer från luften.

  41. Med hjälp av solens energi-

  42. -omvandlas koldioxid och vatten
    till socker.

  43. I den processen blir syre
    en biprodukt som blir över-

  44. -och som naturligtvis
    är nyttig för oss.

  45. Men så här enkelt är det ju inte.
    Stefan var inne på det här.

  46. Växterna behöver även näringsämnen.
    NPK ger vi ju till gräsmattan.

  47. Jag säger inget mer om det-

  48. -utan jag koncentrerar mig på
    koldioxid och vatten.

  49. Fotosyntesen sker i bladen-

  50. -i de gröna delarna av växten.
    Som det visas här...

  51. Längst ut på bladet finns det
    ett skyddande lager på båda sidor-

  52. -med de fotosyntetiserande cellerna
    i mitten.

  53. Sen finns det porer
    där koldioxiden kan komma in.

  54. Det är i de gröna cellerna
    som fotosyntesen finns.

  55. Här finns kloroplaster, mitokondrier
    och allt annat som syns på bilden.

  56. Kloroplasten,
    som är representerad av Barbaklor-

  57. -är den som står för fotosyntesen.

  58. Den omvandlar koldioxid och vatten
    till socker och syre.

  59. Sen har vi en annan process,
    som vi kallar för respiration.

  60. Sockret bryts ner och vi får ut
    kemisk energi från reaktionen.

  61. Slutprodukterna blir vatten och
    koldioxid, precis som när vi andas.

  62. Den delen är det mitokondrierna
    som står för.

  63. Det är deras jobb.

  64. Om man tittar på de här reaktionerna,
    som är varandras motsatser...

  65. Man skulle kunna tro
    att de konkurrerar med varandra-

  66. -att kloroplasterna och
    mitokondrierna motverkar varandra.

  67. Men så är det inte,
    vilket jag ska komma fram till.

  68. Men först vill jag säga nåt
    om kloroplaster och mitokondrier-

  69. -och hur de har uppkommit.

  70. För väldigt länge sen,
    två miljarder år sen ungefär-

  71. -tvåtusen miljoner år sen,
    fanns det en ursprunglig cell...

  72. Det här är en cellkärna.
    Den levde på att käka bakterier.

  73. Den inneslöt bakterierna
    i ett membran och bröt ner dem-

  74. -och fick på så sätt
    energi och byggstenar-

  75. -till sin överlevnad.

  76. Nån gång för länge sen fick de här...

  77. Matspjälkningen fungerade inte
    riktigt som den skulle-

  78. -utan de här bakterierna blev kvar-

  79. -och kom i symbios med cellen.

  80. Till slut utvecklades de till
    en integrerad del av cellen.

  81. I ursprunget hade båda-

  82. -sina egna genetiska uppsättningar.

  83. Under årmiljonerna har de flesta
    generna från mitokondrierna-

  84. -flyttats över till cellkärnan.

  85. Nutidens mitokondrier
    har bara några tiotal gener kvar.

  86. Men de har fortfarande några stycken.
    Så uppkom mitokondrierna.

  87. Sen i nästa steg...
    Den här cellen fortsatte käka-

  88. -olika små bakterier,
    och då även fotosyntetiska bakterier.

  89. Det illustreras här
    längst till höger.

  90. Den bröt ner de här
    och fick sina byggstenar.

  91. Även här
    blev det fel på matspjälkningen.

  92. Den blev kvar som en del av cellen
    och utvecklades till en kloroplast.

  93. De flesta gener
    fördes över till cellkärnan.

  94. Nutidens kloroplaster
    har uppåt ett hundratal gener kvar.

  95. Resten har
    förts över till cellkärnan.

  96. Det här blev då... Under årmiljonerna
    utvecklades de här cellerna-

  97. -och blev flercelliga organismer-

  98. -som sen har utvecklats under
    de senaste 500-600 miljoner åren.

  99. De med bara mitokondrier
    blev svampar eller djur-

  100. -medan de med kloroplaster
    blev växter och alger.

  101. Det är organellernas ursprung.

  102. I cellen har vi
    både kloroplaster och mitokondrier.

  103. De kan producera kemisk energi,
    men hur fördelas arbetet?

  104. Den frågan ska jag försöka besvara.
    En del av frågan är enkel.

  105. I mörkret måste mitokondrierna jobba,
    för kloroplasten drivs av ljusenergi.

  106. Utan ljusenergi kan inte
    kloroplasten göra kemisk energi.

  107. Både i mörker
    och i växtens rötter och blommor-

  108. -är det mitokondrierna som får göra
    kemisk energi tillgänglig för cellen.

  109. Men vad gör
    mitokondrier och kloroplaster...

  110. Vad gör mitokondrier när kloroplaster
    håller på med fotosyntes?

  111. Får mitokondrierna vila
    när kloroplasten är aktiv-

  112. -eller hjälps båda åt-

  113. -för att få det
    att fungera så bra som möjligt?

  114. Vi har gjort ett enkelt experiment,
    som jag ska beskriva.

  115. Det ser ut så här.

  116. Vi har helt enkelt en cell
    som vi belyser.

  117. När vi belyser en cell startar
    fotosyntesen och syrgas produceras.

  118. Syrgas är ganska enkelt att mäta.

  119. Det här är syrgasen och tiden.

  120. Om vi har cellen i mörker,
    och vid tiden 0 slår på ljus-

  121. -ser vi att inom nån minut
    kommer fotosyntesen i gång.

  122. Inom några minuter har vi en
    stabil hastighet av syreproduktion-

  123. -när allt fungerar bra.

  124. Sen kan vi tillsätta
    en inhibitor till mitokondrierna.

  125. Oligomycin är nåt som gör-

  126. -att processen
    där mitokondrier gör kemisk energi-

  127. -inte fungerar som den ska.

  128. Om vi tittar på samma experiment där-

  129. -tar det betydligt längre tid
    för fotosyntesen att komma i gång-

  130. -och den maximala hastigheten
    är betydligt lägre-

  131. -när vi har inhiberat mitokondrierna.

  132. En tolkning av experimentet är-

  133. -att kloroplasterna och fotosyntesen
    inte blir glada-

  134. -om mitokondrierna inte hjälper till.

  135. Oligomycin fungerar som
    ett sömnpiller för mitokondrierna.

  136. Då fungerar inte fotosyntesen
    som den ska.

  137. För att fotosyntesen
    ska fungera optimalt-

  138. -behöver kloroplaster
    och mitokondrier hjälpas åt.

  139. Men hur går det till?
    För att svara på det-

  140. -behöver jag gå igenom fotosyntesen
    lite mer i detalj.

  141. Vi börjar med
    vattenspjälkningen i fotosyntesen.

  142. Det här är vattenmolekyler.

  143. När solljuset spjälkar det här blir
    det protoner över. Det är de vita.

  144. Elektroner håller ihop atomerna.
    Det blir även elektroner över.

  145. Det här sker
    i membransystemet i kloroplasterna-

  146. -det vi kallar för tylakoider.

  147. Protonerna och elektronerna
    som produceras-

  148. -är de som används
    för att driva koldioxidfixeringen.

  149. I koldioxidfixeringen har vi
    koldioxid, som kommer från luften.

  150. Den kopplas ihop med en
    femkolsmolekyl. De svarta är kolen.

  151. Vi kopplar in ett kol till
    på det andra kolet här.

  152. En bindning bryts, och vi får
    två identiska trekolsmolekyler.

  153. För att processen ska fortsätta
    måste vi återskapa femkolsmolekylen.

  154. Annars finns det inget
    att haka ny koldioxid på.

  155. Det är det viktigaste -
    att återskapa femkolsmolekylen.

  156. Till det får vi
    kemisk energi från protonerna.

  157. Vi behöver också elektroner
    för att få det att fungera.

  158. För att det ska fungera bra måste...

  159. Hur mycket elektroner och kemisk
    energi som finns måste vara i balans.

  160. Det måste finnas
    lagom mycket av båda.

  161. Kloroplasterna har en viss förmåga-

  162. -att balansera tillgången på
    kemisk energi och elektroner-

  163. -men inte
    så att det räcker i alla lägen.

  164. Om det blir obalans i tillgången på
    kemisk energi och elektroner-

  165. -fungerar inte fotosyntesen lika bra.

  166. Kloroplasten blir inte glad
    och inte cellen heller-

  167. -för då finns det inget överskott för
    att driva alla cellulära processer.

  168. Obalansen kan gå åt båda håll-

  169. -att det är för mycket elektroner
    eller för lite elektroner.

  170. Om vi nu tittar på det här
    och tar in mitokondrierna...

  171. I respirationen,
    som jag visade tidigare-

  172. -använder mitokondrierna
    de reducerade föreningarna.

  173. -som är socker-

  174. -antingen glukos eller sukros-

  175. -en disackarid, som är den vanligaste
    transportformen i växterna.

  176. Men när mitokondrierna bryter ner det
    fås elektroner-

  177. -för att göra kemisk energi.

  178. I det här fallet behöver inte
    elektronerna komma från nedbrytning-

  179. -av de här reducerade föreningarna.

  180. De kan också ta överskottselektroner
    från fotosyntesen.

  181. Om den gör det kommer det att...

  182. Vi får tillbaka den här balansen
    mellan elektroner-

  183. -och kemisk energi.

  184. Kloroplasten blir glad igen och vi
    får ett överskott från fotosyntesen-

  185. -som kan användas
    för alla andra processer-

  186. -och transporteras till
    alla andra delar av växten.

  187. På så sätt får vi fotosyntesen
    att fungera optimalt.

  188. Hela cellen och hela växten-

  189. -är beroende av
    en effektiv fotosyntes.

  190. Jag hoppas att jag har
    kastat lite ljus över fotosyntesen.

  191. Som avslutning vill jag säga...

  192. Alla behöver hjälpas åt,
    och det gäller även för fotosyntesen.

  193. Tack så mycket.

  194. Tack. Det är så sant -
    vi behöver alla hjälpas åt.

  195. Har vi några frågor?

  196. Där har vi en.

  197. Kan mitokondrier användas som
    biologiska bränsleceller-

  198. -som man kan köra på socker?

  199. Det är det som händer i våra celler.

  200. Vi har dem som bränsleceller
    som drivs av socker.

  201. Det är så de icke-fotosyntetiserande
    cellerna fungerar.

  202. På det viset är de energifabriken-

  203. -för alla högre celler.

  204. Har nån mer en fråga?

  205. Du har ju hållit på med den här
    forskningen länge, sen 70-, 80-talet.

  206. Jag förstod varför
    när du visade alla detaljer.

  207. Vad är utmaningen när man forskar-

  208. -om kloroplaster och mitokondrier
    och deras samarbete?

  209. Metabolismen är ju
    väldigt komplicerad.

  210. Det finns en massa vägar
    som den kan gå.

  211. Vissa delar sker i kloroplasterna,
    andra i mitokondrierna-

  212. -och andra sker i cytoplasman.

  213. Det är svårt
    att veta vad som sker var.

  214. Det finns så många alternativa vägar-

  215. -och vi måste lista ut
    vilken som används.

  216. Det är enkelt att hitta vilken
    kapacitet som finns för olika saker-

  217. -men att komma fram till vad som
    verkligen används är svårare.

  218. -Det är det som är utmaningen.
    -Jag förstår.

  219. Har vi inga fler frågor?

  220. -Då tackar vi Per.
    -Tack.

  221. Textning: Helena Lagerholm
    www.btistudios.com

Hjälp

Stäng

Skapa klipp

Klippets starttid

Ange tiden som sekunder, mm:ss eller hh:mm:ss.

Klippets sluttid

Ange tiden som sekunder, mm:ss eller hh:mm:ss.Sluttiden behöver vara efter starttiden.

Bädda in ditt klipp:

Bädda in programmet

Du som arbetar som lärare får bädda in program från UR om programmet ska användas för utbildning. Godkänn användarvillkoren för att fortsätta din inbäddning.

tillbaka

Bädda in programmet

tillbaka

Fotosyntesen och cellens energifabriker

Produktionsår:
Längd:
Tillgängligt till:

Per Gardeström är professor vid Umeå universitet och föreläser om fotosyntesen och hur viktig den är för vår överlevnad. Han förklarar hur den fungerar i växten som med hjälp av solljus fixerar koldioxid. Han fokuserar på samarbetet mellan kloroplaster och mitokondrier som båda är delar av växtcellerna och viktiga för deras energiförsörjning. Inspelat den 8 mars 2017 på Umeå universitet. Arrangör: Sveriges lantbruksuniversitet.

Ämnen:
Biologi > Djur och natur > Växter, Kemi > Kemiska processer i naturen > Fotosyntes och förbränning
Ämnesord:
Botanik, Fotosyntesen, Naturvetenskap, Växter, Växtfysiologi
Utbildningsnivå:
Högskola

Alla program i UR Samtiden - Fascinerande växter

Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Fascinerande växter

Hur vet egentligen trädet att det är höst?

Hur mycket påverkar arv respektive miljö trädens samspel med årstiderna? Stefan Jansson är professor i botanik och förklarar varför det är viktigt för träden att fälla sina löv i god tid innan vintern. Vad ger trädet dess egenskaper? Inspelat den 8 mars 2017 på Umeå universitet. Arrangör: Sveriges lantbruksuniversitet.

Produktionsår:
2017
Utbildningsnivå:
Högskola
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Fascinerande växter

Hur växter bygger ledningar

Vissa växter har utvecklat ett slags rörsystem för att transportera vatten till olika delar av växten. Sacha Escamez är forskare i fysiologisk botanik och förklarar hur det fungerar. Han säger också att beskrivningen med rör är en förenkling och att det egentligen handlar om specialiserade celler i växten. Inspelat den 8 mars 2017 på Umeå universitet. Arrangör: Sveriges lantbruksuniversitet.

Produktionsår:
2017
Utbildningsnivå:
Högskola
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Fascinerande växter

Fotosyntesen och cellens energifabriker

Per Gardeström är professor vid Umeå universitet och föreläser om fotosyntesen och hur viktig den är för vår överlevnad. Han förklarar hur den fungerar i växten som med hjälp av solljus fixerar koldioxid. Han fokuserar på samarbetet mellan kloroplaster och mitokondrier som båda är delar av växtcellerna och viktiga för deras energiförsörjning. Inspelat den 8 mars 2017 på Umeå universitet. Arrangör: Sveriges lantbruksuniversitet.

Produktionsår:
2017
Utbildningsnivå:
Högskola
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Fascinerande växter

Trafiken i växtceller

Hur ser det ut i en växt? Anirban Baral är forskare vid SLU och föreläser om hur växter ser ut inuti och om funktioner i en växtcell. Hur utbyter de olika delarna i växtcellen information med varandra? Inspelat den 8 mars 2017 på Umeå universitet. Arrangör: Sveriges lantbruksuniversitet.

Produktionsår:
2017
Utbildningsnivå:
Högskola
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Fascinerande växter

Kemikalier för att dissekera växter

Siamsa Doyle är forskare vid SLU och studerar egenskaper i växters protein. Hon säger att allt som händer i en mänsklig kropp eller en växt är styrt av proteiner. Hon berättar om olika metoder för att blockera protein och om fördelarna med att göra det med hjälp av kemikalier. Inspelat den 8 mars 2017 på Umeå universitet. Arrangör: Sveriges lantbruksuniversitet.

Produktionsår:
2017
Utbildningsnivå:
Högskola
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Fascinerande växter

Symbiosen mellan svamp och träd

Judith Felten är forskare i cell- och molekylärbiologi vid SLU och föreläser om funktionen trädens rotsystem har. Rötterna behövs för att ta upp näring och vatten, men de tar också hjälp av svampar och bakterier. I utbyte får de socker från träden. Svampars interaktion med trädrötter kallas Mykorrhiza. Inspelat den 8 mars 2017 på Umeå universitet. Arrangör: Sveriges lantbruksuniversitet.

Produktionsår:
2017
Utbildningsnivå:
Högskola
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Fascinerande växter

Om växter och deras försvar

Benedicte Albrectsen är forskare i fysiologisk botanik och berättar om växters förmåga att försvara sig. Växter består av mat, men många blir ändå inte uppätna. Det beror på att växterna producerar gifter och osmakliga ämnen med hjälp av fenoler. Inspelat den 8 mars 2017 på Umeå universitet. Arrangör: Sveriges lantbruksuniversitet.

Produktionsår:
2017
Utbildningsnivå:
Högskola
Beskrivning
Spelbarhet:
UR Skola
Längd:
TittaUR Samtiden - Fascinerande växter

Framtidens skogsgenetik

Varför är gamla fältförsök viktiga? Anders Fries är forskare i skogsgenetik och berättar om vad gamla fältförsök kan lära oss om bland annat vedegenskaper. Inspelat den 8 mars 2017 på Umeå universitet. Arrangör: Sveriges lantbruksuniversitet.

Produktionsår:
2017
Utbildningsnivå:
Högskola
Beskrivning
Visa fler

Mer högskola & biologi

Spelbarhet:
UR Skola
Längd
TittaUR Samtiden - Samhällets utmaningar

Avloppsvatten som bioenergi

Alger som odlas i avloppsvatten kan ge biomassa, djurföda och på sikt kanske också livsmedel till oss människor. Mikroalgforskaren Francesco Gentili pratar om varför man kan odla alger som livsmedel. Moderator: Sverker Olofsson. Inspelat 5 mars på SLU i Umeå. Arrangör: Umeå universitet och SLU.

Spelbarhet:
UR Skola
Längd
LyssnaBildningsbyrån - hälsa

Antropologi och hälsa

Somaliska kvinnor löper större risk än andra att förlora sina barn vid förlossningar i Sverige. Vad beror det på?

Fråga oss