Fotosynteesi, pähkinänkuoressa, on prosessi, jossa vettä, hiilidioksidia ja auringonvaloa käytetään sokerin tuottamiseen. Kasveja ja muita fotosynteettisiä organismeja kutsutaan tuottajiksi, koska ne voivat tuottaa hiilihydraatteja energiaksi kuluttamatta muita organismeja. Fotosynteesiprosessi vaatii erikoistuneita solurakenteita, joita kutsutaan kloroplastit siepata auringon energiaa ja muuntaa se kemialliseksi energiaksi.
1. Lehtien vihreä väri johtuu klorofyllistä.
Nämä vihreän pigmentin molekyylit elävät kasvisolujen kloroplasteissa ja absorboivat näkyvää valoa fotosynteesiin. Klorofylli-molekyylit absorboivat kaikki valon aallonpituudet vihreää lukuun ottamatta, mutta ne absorboivat pääasiassa punaista ja sinistä aallonpituutta. Kasvit näyttävät vihreiltä, koska klorofylli heijastaa vihreitä valon aallonpituuksia.
2. Kloroplastin kaksi pääosaa ovat grana ja strooma.
Grana on pinon levyjä muotoisia osastoja, jotka on suljettu kalvoon. Näitä levyjä kutsutaan tykaloideiksi ja ne ovat paikka, jossa valosta riippuvia reaktioita tapahtuu. Granaa ympäröivä neste on strooma. Valosta riippumattomat reaktiot tapahtuvat stromassa.
3. Fotosynteesin ensimmäinen vaihe sieppaa aurinkoenergiaa vesimolekyylien hajottamiseksi.
valosta riippuvat reaktiot hyödyntää ja siirtää energiaa jakamalla vety- ja happiatomit. Elektronit liikkuvat elektroninsiirtoketjun läpi, missä ne kulkevat pitkin sarjaa proteiineja lopulta valmistettaviksi ATP, fotosynteesin seuraavassa vaiheessa käytetty energia.
4. Fotosynteesin toinen vaihe on Calvin-sykli.
Valosta riippumattomat reaktiot käyttää valosta riippuvien reaktioiden aikana syntynyttä energiaa hiilihydraattien valmistamiseen prosessissa, jota kutsutaan Calvin-sykliksi. Yksi hiilimolekyyli lisätään kerrallaan. Energia pitää jakson toistamaan prosessin ja luomaan kuusi hiiltä sisältävät sokerimolekyylit.
5. Yhden glukoosimolekyylin valmistamiseksi fotosynteesin aikana tarvitaan kuusi vesimolekyyliä ja kuusi hiilidioksidimolekyyliä.
Yhden glukoosimolekyylin lisäksi C6H12O6, 6H: n reaktio2O + 6CO2 tuottaa myös kuusi happimolekyyliä tai 6O2. Happi on fotosynteesin jätetuote.
6. Kasveilla on erikoistuneita kudoksia, jotka auttavat fotosynteesiä.
Juuret imevät vettä ja kuljettavat lehtiin erikoistuneella kudoksella, jota kutsutaan ksylemiksi. Koska lehdillä on suojattu pinnoite kuivumisen estämiseksi, hiilidioksidin on tultava huokosiin stomata. Happi poistuu kasvista sikiöiden kautta.
7. Glukoosimolekyylit yhdistyvät muodostaen monimutkaisempia molekyylejä, joita kasvit käyttävät.
Fotosynteesin aikana muodostuneet glukoosimolekyylit ovat yksinkertaisia sokereita, jotka ovat tärkkelyksen ja selluloosan rakennuspalikoita. Kasvit käyttävät tärkkelystä varastoituna energiana, ja kasvin rakenteen muodostavat kudokset on valmistettu selluloosasta.
8. Lehtien väri muuttuu syksyllä, koska kasvit hidastavat fotosynteesiprosessia.
Kasvit sisältävät muita pigmenttejä kuin klorofylli. Kun kasvit valmistautuvat talvelle viileässä tai lauhkeessa ilmastossa, ne tuottavat vähemmän klorofylliä. Koska klorofylliä on vähemmän heijastamaan vihreää valoa, muiden pigmenttien värit tulevat näkyviin ja lehdet näyttävät ruskeilta, oransseilta, punaisilta tai keltaisilta vihreän sijaan.
9. Kasvit eivät ole ainoita organismeja, jotka käyttävät fotosynteesiä.
Jotkut bakteerit, kuten syanobakteerit, ja protistit, kuten levät, ovat myös tuottajia. Nämä yksisoluiset organismit sisältävät klorofylliä ja niitä esiintyy tyypillisesti vesiympäristöissä.
10. Fotosynteesin käänteinen prosessi on soluhengitys.
Soluhengitys on prosessi, jossa käytetään sokereihin varastoitua kemiallista energiaa. Reaktio on fotosynteesin peilikuva: glukoosi + happi tuottaa hiilidioksidia + vettä. Kuten kaikki elävät olennot, kasvit käyvät läpi soluhengityksen saadakseen energiaa kasvua ja lisääntymistä varten.