Fotosintesi, in poche parole, è il processo di utilizzo di acqua, anidride carbonica e luce solare per produrre zucchero. Le piante e altri organismi fotosintetici sono chiamati produttori perché possono produrre carboidrati per produrre energia senza consumare altri organismi. Il processo di fotosintesi richiede strutture cellulari specializzate chiamate cloroplasti per catturare l'energia del sole e convertirla in energia chimica.
1. Il colore verde delle foglie è dovuto alla clorofilla.
Queste molecole pigmentate di verde vivono nei cloroplasti delle cellule vegetali e assorbono la luce visibile per la fotosintesi. Le molecole di clorofilla assorbono tutte le lunghezze d'onda della luce eccetto il verde, ma assorbono principalmente le lunghezze d'onda rosse e blu. Le piante appaiono verdi perché la clorofilla riflette le lunghezze d'onda verdi della luce.
2. Le due parti principali di un cloroplasto sono il grana e lo stroma.
I grana sono pile di scomparti a forma di disco racchiusi all'interno di una membrana. Questi dischi sono chiamati ticaloidi e sono il sito in cui si verificano reazioni dipendenti dalla luce. Il fluido che circonda il grana è lo stroma. Le reazioni indipendenti dalla luce avvengono nello stroma.
3. La prima fase della fotosintesi cattura l'energia dal sole per abbattere le molecole d'acqua.
Il reazioni dipendenti dalla luce sfruttare e trasferire energia dividendo gli atomi di idrogeno e ossigeno. Gli elettroni si muovono attraverso la catena di trasporto degli elettroni dove vengono fatti passare lungo una serie di proteine per formare eventualmente eventually ATP, l'energia utilizzata nella fase successiva della fotosintesi.
4. La seconda fase della fotosintesi è il ciclo di Calvin.
Reazioni indipendenti dalla luce utilizzare l'energia generata durante le reazioni dipendenti dalla luce per produrre carboidrati in un processo chiamato ciclo di Calvin. Viene aggiunta una molecola di carbonio alla volta. L'energia mantiene il ciclo in corso per ripetere il processo e creare molecole di zucchero contenenti sei atomi di carbonio.
5. Sono necessarie sei molecole di acqua e sei molecole di anidride carbonica per produrre una molecola di glucosio durante la fotosintesi.
Oltre a una molecola di glucosio, C6H12oh6, la reazione di 6H2O + 6CO2 produce anche sei molecole di ossigeno, o 6O2. L'ossigeno è un prodotto di scarto della fotosintesi.
6. Le piante hanno tessuti specializzati che aiutano la fotosintesi.
L'acqua viene assorbita dalle radici e trasportata alle foglie da un tessuto specializzato chiamato xilema. Poiché le foglie hanno un rivestimento protetto per evitare che si secchino, l'anidride carbonica deve entrare attraverso i pori chiamati stomi. L'ossigeno esce dalla pianta attraverso gli stomi.
7. Le molecole di glucosio si uniscono per formare molecole più complesse utilizzate dalle piante.
Le molecole di glucosio che si formano durante la fotosintesi sono zuccheri semplici che costituiscono gli elementi costitutivi degli amidi e della cellulosa. Le piante usano gli amidi come energia immagazzinata e i tessuti che compongono la struttura di una pianta sono fatti di cellulosa.
8. Le foglie cambiano colore in autunno perché le piante rallentano il processo di fotosintesi.
Le piante contengono altri pigmenti oltre alla clorofilla. Quando le piante si preparano per l'inverno in climi freschi o temperati, producono meno clorofilla. Poiché c'è meno clorofilla per riflettere la luce verde, i colori di altri pigmenti diventano visibili e le foglie appaiono marroni, arancioni, rosse o gialle invece che verdi.
9. Le piante non sono gli unici organismi che utilizzano la fotosintesi.
Alcuni batteri, come i cianobatteri, e i protisti, come le alghe, sono anche produttori. Questi organismi unicellulari contengono clorofilla e si trovano tipicamente negli ambienti acquatici.
10. Il processo inverso della fotosintesi è la respirazione cellulare.
Respirazione cellulare è il processo di utilizzo dell'energia chimica immagazzinata negli zuccheri. La reazione è l'immagine speculare della fotosintesi: glucosio + ossigeno produce anidride carbonica + acqua. Come tutti gli esseri viventi, le piante passano attraverso la respirazione cellulare per ottenere energia per la crescita e la riproduzione.