Bei der Photosynthese wandeln „Produzenten“ wie Grünpflanzen, Algen und einige Bakterien die Lichtenergie der Sonne in chemische Energie um. Die Photosynthese erzeugt chemische Energie in Form von Glukose, einem Kohlenhydrat oder Zucker. Die durch Photosynthese produzierte Glukose ist ein integraler Bestandteil der Nahrungskette, da in den Zellen viel Energie gespeichert wird chemische Bindungen im Glukosemolekül, und diese Energie kann während der Verdauung und der chemischen Verarbeitung durch andere freigesetzt werden Organismen.
Die Fakten
Photosynthetische Organismen sind Autotrophe oder Organismen, die Energie aus anorganischen Verbindungen gewinnen können. Autotrophe werden auch "Produzenten" genannt. Alle nicht-autotrophen Organismen, einschließlich des Menschen, sind heterotroph und sind auf organische chemische Energiequellen angewiesen. Im Wesentlichen verlassen sich also alle heterotrophen Organismen in gewisser Weise auf die Energie, die von Autotrophen durch Photosynthese erzeugt wird.
Eigenschaften
Der Begriff „chemische Energie“ bezieht sich auf die Energie, die in den chemischen Bindungen zwischen Atomen in Molekülen gespeichert ist. Chemische Bindungen sind eine Form gespeicherter oder „potenzieller“ Energie, denn wenn die Bindungen aufgebrochen werden, wird Energie freigesetzt.
Funktion
Die Photosynthese verwendet Lichtenergie, um Kohlendioxid und Wasser in Glukose- und Sauerstoffgas umzuwandeln. Jedes Glukosemolekül „speichert“ im Wesentlichen bis zu 38 Moleküle ATP, die abgebaut und bei anderen zellulären Reaktionen verwendet werden können. ATP oder Adenosintriphosphat ist die Form der chemischen Energie, die Zellen zum Funktionieren verwenden. Die Zellatmung ist die komplementäre Reaktion zur Photosynthese, denn es ist die Reaktion, mit der Zellen Glukosemoleküle abbauen und ATP freisetzen. Die potentielle Energie, die in den molekularen Bindungen der Glukose gespeichert ist, wird nach der Zellatmung zu kinetischer Energie, die Zellen verwenden können, um Aufgaben wie Muskeln zu bewegen und Stoffwechselprozesse durchzuführen.
Auswirkungen
Etwa 176 Milliarden Tonnen Kohlenhydrate in Form von Glukose werden jedes Jahr durch Photosynthese hergestellt. Diese Kohlenhydratenergie bildet die „Produzenten“-Ebene der Nahrungskette, die dann Organismen auf anderen trophischen Ebenen erhält.
Überlegungen
Darüber hinaus wird fast der gesamte Sauerstoff in der Atmosphäre von photosynthetischen Organismen produziert. Beweise in den geologischen Aufzeichnungen deuten seit langem darauf hin, dass die ersten photosynthetischen Organismen die Atmosphäre und ebnete den Weg für kompliziertere, sauerstoffbedürftige Organismen schon früh in der Geschichte des Lebens auf Erde. Laut einem Artikel vom 11. April 2009 in „Science News“ könnten photosynthetische Organismen bereits vor 3,46 Milliarden Jahren begonnen haben, die Atmosphäre mit Sauerstoff anzureichern.