Фотосинтеза, накратко, е процесът на използване на вода, въглероден диоксид и слънчева светлина за производство на захар. Растенията и други фотосинтетични организми се наричат производители, тъй като те могат да произвеждат въглехидрати за енергия, без да консумират други организми. Процесът на фотосинтеза изисква специализирани клетъчни структури, наречени хлоропласти за улавяне на енергия от слънцето и превръщането й в химическа енергия.
1. Зеленият цвят на листата се дължи на хлорофила.
Тези зеленопигментирани молекули живеят в хлоропластите на растителните клетки и абсорбират видима светлина за фотосинтеза. Молекулите на хлорофила поглъщат всички дължини на вълната на светлината с изключение на зелената, но поглъщат предимно червената и синята дължина на вълната. Растенията изглеждат зелени, защото хлорофилът отразява зелените дължини на вълната на светлината.
2. Двете основни части на хлоропласта са граната и стромата.
Grana са купчини дисковидни отделения, които са затворени в мембраната. Тези дискове се наричат тикалоиди и са мястото, където се получават зависими от светлината реакции. Течността, заобикаляща граната, е стромата. Независимите от светлината реакции протичат в стромата.
3. Първият етап на фотосинтезата улавя енергия от слънцето, за да разгради водните молекули.
The светлинно зависими реакции използвайте и прехвърлете енергия чрез разделяне на водородните и кислородните атоми. Електроните се движат през електронната транспортна верига, където се предават по протежение на поредица от протеини, които в крайна сметка се образуват ATP, енергията, използвана в следващия етап на фотосинтезата.
4. Вторият етап на фотосинтезата е цикълът на Калвин.
Реакции, независими от светлината използвайте енергията, генерирана по време на зависимите от светлината реакции, за да направите въглехидрати в процес, наречен цикъл на Калвин. Една въглеродна молекула се добавя наведнъж. Енергията поддържа цикъла да повтаря процеса и да създава молекули захар, съдържащи шест въглерода.
5. Необходими са шест молекули вода и шест молекули въглероден диоксид, за да се получи една молекула глюкоза по време на фотосинтезата.
В допълнение към една молекула глюкоза, C6З.12О6, реакцията на 6Н2O + 6CO2 също така дава шест молекули кислород, или 6O2. Кислородът е отпадъчен продукт от фотосинтезата.
6. Растенията имат специализирани тъкани, които подпомагат фотосинтезата.
Водата се поема от корените и се транспортира до листата чрез специализирана тъкан, наречена ксилема. Тъй като листата имат защитено покритие, за да се предотврати изсушаването, въглеродният диоксид трябва да влезе през наречените пори устици. Кислородът излиза от растението чрез устици.
7. Молекулите на глюкозата се съединяват, образувайки по-сложни молекули, използвани от растенията.
Молекулите на глюкозата, образувани по време на фотосинтезата, са прости захари, които са градивни елементи на нишестета и целулозата. Растенията използват скорбяла като складирана енергия, а тъканите, изграждащи структурата на растението, са направени от целулоза.
8. Листата променят цвета си през есента, защото растенията забавят процеса на фотосинтеза.
Растенията съдържат други пигменти, различни от хлорофил. Когато растенията се подготвят за зимата в хладен или умерен климат, те правят по-малко хлорофил. Тъй като има по-малко хлорофил, който да отразява зелената светлина, цветовете на другите пигменти стават видими и листата изглеждат кафяви, оранжеви, червени или жълти вместо зелени.
9. Растенията не са единствените организми, които използват фотосинтеза.
Някои бактерии, като цианобактерии и протести, като водорасли, също са производители. Тези едноклетъчни организми съдържат хлорофил и обикновено се намират във водна среда.
10. Обратният процес на фотосинтеза е клетъчното дишане.
Клетъчно дишане е процесът на използване на химическата енергия, съхранявана в захари. Реакцията е огледалният образ на фотосинтезата: глюкоза + кислород дава въглероден диоксид + вода. Както всички живи същества, растенията преминават през клетъчно дишане, за да получат енергия за растеж и размножаване.