Fotosyntese, i en nøddeskal, er processen med at bruge vand, kuldioxid og sollys til at producere sukker. Planter og andre fotosyntetiske organismer kaldes producenter, fordi de kan fremstille kulhydrater til energi uden at forbruge andre organismer. Processen med fotosyntese kræver specialiserede cellulære strukturer kaldet kloroplaster at fange energi fra solen og omdanne den til kemisk energi.
1. Bladernes grønne farve skyldes klorofyl.
Disse grønpigmenterede molekyler lever i kloroplasterne i planteceller og absorberer synligt lys til fotosyntese. Klorofylmolekyler absorberer alle lysbølgelængder undtagen grønne, men absorberer hovedsageligt røde og blå bølgelængder. Planter ser grønne ud, fordi klorofyl reflekterer grønne bølgelængder af lys.
2. De to hoveddele af en kloroplast er grana og stroma.
Grana er stakke af skiveformede rum, der er lukket inde i en membran. Disse diske kaldes thykaloider og er stedet, hvor lysafhængige reaktioner opstår. Væsken omkring grana er stroma. De lysuafhængige reaktioner finder sted i stroma.
3. Den første fase af fotosyntese fanger energi fra solen for at nedbryde vandmolekyler.
Det lysafhængige reaktioner udnytte og overføre energi ved at opdele brint- og iltatomer. Elektronerne bevæger sig gennem elektrontransportkæden, hvor de føres langs en række proteiner for til sidst at fremstille ATP, den energi, der blev brugt i den næste fase af fotosyntese.
4. Den anden fase af fotosyntese er Calvin-cyklussen.
Lysuafhængige reaktioner bruge den energi, der genereres under de lysafhængige reaktioner, til at fremstille kulhydrater i en proces kaldet Calvin-cyklussen. Et kulmolekyle tilsættes ad gangen. Energi holder cyklussen i gang med at gentage processen og skabe sukkermolekyler indeholdende seks carbonatomer.
5. Det tager seks molekyler vand og seks molekyler kuldioxid at fremstille et molekyle glukose under fotosyntese.
Ud over et glukosemolekyle, C6H12O6, reaktionen af 6H2O + 6CO2 giver også seks iltmolekyler eller 6O2. Oxygen er et affaldsprodukt fra fotosyntese.
6. Planter har specialiserede væv, der understøtter fotosyntese.
Vand optages af rødderne og transporteres til bladene med specialvæv kaldet xylem. Fordi blade har en beskyttet belægning for at forhindre udtørring, skal kuldioxid komme ind gennem de kaldte porer stomata. Oxygen kommer ud af planten via stomata.
7. Glukosemolekyler slutter sammen for at danne mere komplekse molekyler, der bruges af planter.
Glukosemolekyler dannet under fotosyntese er enkle sukkerarter, der er byggesten af stivelse og cellulose. Planter bruger stivelse som lagret energi, og vævene, der udgør en plantes struktur, er lavet af cellulose.
8. Blade skifter farve om efteråret, fordi planter bremser processen med fotosyntese.
Planter indeholder andre pigmenter end klorofyl. Når planter forbereder sig på vinteren i køligt eller tempereret klima, udgør de mindre klorofyl. Fordi der er mindre klorofyl, der reflekterer grønt lys, bliver farverne på andre pigmenter synlige, og bladene ser brune, orange, røde eller gule ud i stedet for grønne.
9. Planter er ikke de eneste organismer, der bruger fotosyntese.
Nogle bakterier, såsom cyanobakterier, og protister, såsom alger, er også producenter. Disse encellede organismer indeholder klorofyl og findes typisk i vandmiljøer.
10. Den omvendte proces med fotosyntese er cellulær respiration.
Cellulær respiration er processen med at bruge den kemiske energi, der er lagret i sukker. Reaktionen er spejlbilledet af fotosyntese: glukose + ilt giver kuldioxid + vand. Som alle levende ting gennemgår planter cellulær respiration for at få energi til vækst og reproduktion.