Fotosyntese, i et nøtteskall, er prosessen med å bruke vann, karbondioksid og sollys til å produsere sukker. Planter og andre fotosyntetiske organismer kalles produsenter fordi de kan lage karbohydrater til energi uten å konsumere andre organismer. Prosessen med fotosyntese krever spesialiserte mobilstrukturer som kalles kloroplaster for å fange energi fra solen og konvertere den til kjemisk energi.
1. Den grønne fargen på bladene skyldes klorofyll.
Disse grønnpigmenterte molekylene lever i kloroplaster av planteceller og absorberer synlig lys for fotosyntese. Klorofyllmolekyler absorberer alle lysbølgelengder unntatt grønt, men absorberer hovedsakelig røde og blå bølgelengder. Planter virker grønne fordi klorofyll reflekterer grønne bølgelengder av lys.
2. De to hoveddelene av en kloroplast er grana og stroma.
Grana er stabler med skiveformede rom som er lukket i en membran. Disse platene kalles tykaloider og er stedet der lysavhengige reaksjoner oppstår. Væsken som omgir grana er stroma. De lysuavhengige reaksjonene finner sted i stroma.
3. Den første fasen av fotosyntese fanger energi fra solen for å bryte ned vannmolekyler.
De lysavhengige reaksjoner utnytte og overføre energi ved å splitte fra hverandre hydrogen og oksygenatomer. Elektronene beveger seg gjennom elektrontransportkjeden der de føres langs en serie proteiner for til slutt å lage ATP, energien brukt i neste trinn av fotosyntese.
4. Den andre fasen av fotosyntese er Calvin-syklusen.
Lysuavhengige reaksjoner bruk energien som genereres under de lysavhengige reaksjonene til å lage karbohydrater i en prosess som kalles Calvin-syklusen. Ett karbonmolekyl blir tilsatt om gangen. Energi holder syklusen i gang for å gjenta prosessen og skape sukkermolekyler som inneholder seks karbonatomer.
5. Det tar seks molekyler vann og seks molekyler karbondioksid for å lage et molekyl glukose under fotosyntese.
I tillegg til ett glukosemolekyl, C6H12O6, reaksjonen av 6H2O + 6CO2 gir også seks oksygenmolekyler, eller 6O2. Oksygen er et avfallsprodukt fra fotosyntese.
6. Planter har spesialiserte vev som hjelper fotosyntese.
Vann tas opp av røttene og transporteres til bladene av spesialisert vev kalt xylem. Fordi bladene har et beskyttet belegg for å forhindre uttørking, må karbondioksid komme inn gjennom porene som kalles stomata. Oksygen kommer ut av planten via stomata.
7. Glukosemolekyler blir sammen for å danne mer komplekse molekyler som brukes av planter.
Glukosemolekyler dannet under fotosyntese er enkle sukker som er byggesteiner av stivelse og cellulose. Planter bruker stivelse som lagret energi, og vevet som utgjør en plantes struktur er laget av cellulose.
8. Bladene skifter farge om høsten fordi planter bremser prosessen med fotosyntese.
Planter inneholder andre pigmenter enn klorofyll. Når planter forbereder seg på vinteren i kjølig eller temperert klima, lager de mindre klorofyll. Fordi det er mindre klorofyll som reflekterer grønt lys, blir fargene på andre pigmenter synlige, og bladene virker brune, oransje, røde eller gule i stedet for grønne.
9. Planter er ikke de eneste organismer som bruker fotosyntese.
Noen bakterier, som cyanobakterier, og protister, som alger, er også produsenter. Disse encellede organismer inneholder klorofyll og finnes vanligvis i vannmiljøer.
10. Den omvendte prosessen med fotosyntese er cellulær respirasjon.
Cellular respirasjon er prosessen med å bruke den kjemiske energien som er lagret i sukker. Reaksjonen er speilbildet av fotosyntese: glukose + oksygen gir karbondioksid + vann. Som alle levende ting, går planter gjennom cellulær respirasjon for å skaffe energi til vekst og reproduksjon.