ფოტოსინთეზიმოკლედ რომ ვთქვათ, არის წყლის, ნახშირორჟანგისა და მზის სხივების წარმოების პროცესი. მცენარეებსა და სხვა ფოტოსინთეზურ ორგანიზმებს მწარმოებლები უწოდებენ, რადგან მათ შეუძლიათ ნახშირწყლები ენერგიის მისაღებად სხვა ორგანიზმების მოხმარების გარეშე. ფოტოსინთეზის პროცესი მოითხოვს სპეციალურ უჯრედულ სტრუქტურებს, ე.წ. ქლოროპლასტები მზის ენერგიის აღება და ქიმიურ ენერგიად გადაქცევა.
1. ფოთლების მწვანე ფერი განპირობებულია ქლოროფილით.
ეს მწვანე პიგმენტური მოლეკულები მცენარეთა უჯრედების ქლოროპლასტებში ცხოვრობენ და ხილულ სინათლეს შთანთქავენ ფოტოსინთეზისთვის. ქლოროფილის მოლეკულები შთანთქავს სინათლის ყველა ტალღის სიგრძეს, გარდა მწვანეს, მაგრამ ძირითადად შთანთქავს წითელ და ლურჯ ტალღის სიგრძეს. მცენარეები მწვანე ჩანს, რადგან ქლოროფილი ასახავს მწვანე სინათლის ტალღის სიგრძეს.
2. ქლოროპლასის ორი ძირითადი ნაწილია გრანა და სტრომა.
გრანა არის დისკის ფორმის კუპეების სტეკები, რომლებიც გარშემორტყმულია მემბრანის შიგნით. ამ დისკებს თიკალოიდები ეწოდება და წარმოადგენს ადგილს, სადაც ხდება სინათლეზე დამოკიდებული რეაქციები. გრანას მიმდებარე სითხე არის სტრომა. სინათლისგან დამოუკიდებელი რეაქციები ხდება სტრომაში.
3. ფოტოსინთეზის პირველი ეტაპი იღებს ენერგიას მზიდან წყლის მოლეკულების დასაშლელად.
სინათლეზე დამოკიდებული რეაქციები გამოიყენეთ ენერგია და გადაიტანეთ წყალბადის და ჟანგბადის ატომების გაყოფით. ელექტრონები გადაადგილდებიან ელექტრონების ტრანსპორტირების ჯაჭვის გავლით, სადაც ისინი გადადიან ცილების სერიის გასწვრივ, საბოლოოდ წარმოქმნისთვის ATP, ენერგია, რომელიც გამოიყენება ფოტოსინთეზის შემდეგ ეტაპზე.
4. ფოტოსინთეზის მეორე ეტაპია კალვინის ციკლი.
სინათლისგან დამოუკიდებელი რეაქციები გამოიყენეთ სინათლეზე დამოკიდებული რეაქციების დროს წარმოქმნილი ენერგია ნახშირწყლების შესაქმნელად კალვინის ციკლი. ერთ ჯერზე ემატება ნახშირბადის ერთი მოლეკულა. ენერგია განაგრძობს ციკლის პროცესის გამეორებას და ქმნის შაქრის მოლეკულებს, რომლებიც შეიცავს ექვს ნახშირბადს.
5. საჭიროა ექვსი მოლეკულა წყალი და ექვსი მოლეკულა ნახშირორჟანგი, რომ მოხდეს გლუკოზის ერთი მოლეკულის დამზადება ფოტოსინთეზის დროს.
გლუკოზის ერთი მოლეკულის გარდა, C6ჰ12ო6, 6H რეაქცია2O + 6CO2 ასევე გამოიყოფა ჟანგბადის ექვსი მოლეკულა, ანუ 6O2. ჟანგბადი არის ფოტოსინთეზის ნარჩენების პროდუქტი.
6. მცენარეებს აქვთ სპეციალიზებული ქსოვილები, რომლებიც ხელს უწყობენ ფოტოსინთეზს.
წყალს იღებენ ფესვები და ფოთლებში გადაჰყავთ სპეციალიზებული ქსოვილით, რომელსაც ქსილემი ეწოდება. იმის გამო, რომ ფოთლებს აქვთ დაცული საფარი, რომ არ გაშრეს, ნახშირორჟანგი უნდა შევიდეს ფორებით, ე.წ. სტომატები. ჟანგბადი გამოდის მცენარედან სტომატების საშუალებით.
7. გლუკოზის მოლეკულები უერთდებიან და წარმოქმნიან უფრო რთულ მოლეკულებს, რომლებსაც მცენარეები იყენებენ.
ფოტოსინთეზის დროს წარმოქმნილი გლუკოზის მოლეკულები არის მარტივი შაქრები, რომლებიც სახამებლისა და ცელულოზის საშენი მასალაა. მცენარეები სახამებელს იყენებენ, როგორც შენახულ ენერგიას, ხოლო ქსოვილები, რომლებიც ქმნიან მცენარის სტრუქტურას, ცელულოზისგან მზადდება.
8. ფოთლები ფერს იცვლის შემოდგომაზე, რადგან მცენარეები ანელებს ფოტოსინთეზის პროცესს.
მცენარეები შეიცავს სხვა პიგმენტებს, გარდა ქლოროფილისა. როდესაც მცენარეები ზამთრისთვის გრილ ან ზომიერ კლიმატურ პირობებში ემზადებიან, ისინი ნაკლებ ქლოროფილს ამზადებენ. იმის გამო, რომ ნაკლებია ქლოროფილი, რომელიც ასახავს მწვანე შუქს, სხვა პიგმენტების ფერები თვალსაჩინო ხდება, ხოლო ფოთლები მწვანე ნაცვლად ყავისფერი, ნარინჯისფერი, წითელი ან ყვითელი ჩანს.
9. მცენარეები არ არიან ერთადერთი ორგანიზმები, რომლებიც იყენებენ ფოტოსინთეზს.
ზოგიერთი ბაქტერია, მაგალითად ციანობაქტერია და პროტისტები, მაგალითად, წყალმცენარეები, ასევე მწარმოებლები არიან. ეს ერთუჯრედიანი ორგანიზმები შეიცავს ქლოროფილს და, ძირითადად, გვხვდება წყლის გარემოში.
10. ფოტოსინთეზის საპირისპირო პროცესი არის უჯრედული სუნთქვა.
უჯრედული სუნთქვა არის შაქრებში შენახული ქიმიური ენერგიის გამოყენების პროცესი. რეაქცია არის ფოტოსინთეზის სარკისებური გამოსახულება: გლუკოზა + ჟანგბადი იძლევა ნახშირორჟანგს + წყალს. ყველა ცოცხალი არსების მსგავსად, მცენარეები უჯრედულ სუნთქვას გადიან, ენერგიის მისაღებად ზრდისა და გამრავლებისთვის.
