Fotosynteza, w skrócie, to proces wykorzystywania wody, dwutlenku węgla i światła słonecznego do produkcji cukru. Rośliny i inne organizmy fotosyntetyczne nazywane są producentami, ponieważ mogą wytwarzać węglowodany na energię bez zużywania innych organizmów. Proces fotosyntezy wymaga wyspecjalizowanych struktur komórkowych zwanych chloroplasty przechwytywanie energii słonecznej i przekształcanie jej w energię chemiczną.
1. Zielony kolor liści zawdzięcza chlorofilowi.
Te zielone molekuły żyją w chloroplastach komórek roślinnych i absorbują światło widzialne do fotosyntezy. Cząsteczki chlorofilu pochłaniają wszystkie długości fal światła z wyjątkiem zielonego, ale głównie pochłaniają fale czerwone i niebieskie. Rośliny wydają się zielone, ponieważ chlorofil odbija zielone fale światła.
2. Dwie główne części chloroplastu to grana i zrąb.
Grana to stosy komór w kształcie dysku, które są zamknięte w membranie. Dyski te nazywane są tykaloidami i są miejscem, w którym zachodzą reakcje zależne od światła. Płyn otaczający granę to zrąb. W zrębie zachodzą niezależne od światła reakcje.
3. Pierwszy etap fotosyntezy wychwytuje energię słoneczną w celu rozbicia cząsteczek wody.
reakcje zależne od światła okiełznać i przenosić energię, rozdzielając atomy wodoru i tlenu. Elektrony przechodzą przez łańcuch transportu elektronów, gdzie są przepuszczane przez szereg białek, aby ostatecznie wytworzyć ATP, energia wykorzystywana w kolejnym etapie fotosyntezy.
4. Drugim etapem fotosyntezy jest cykl Calvina.
Reakcje niezależne od światła wykorzystać energię wytworzoną podczas reakcji zależnych od światła, aby wytworzyć węglowodany w procesie zwanym cyklem Calvina. Jedna cząsteczka węgla jest dodawana na raz. Energia utrzymuje cykl, powtarzając proces i tworząc cząsteczki cukru zawierające sześć atomów węgla.
5. Do wytworzenia jednej cząsteczki glukozy podczas fotosyntezy potrzeba sześciu cząsteczek wody i sześciu cząsteczek dwutlenku węgla.
Oprócz jednej cząsteczki glukozy, C6H12O6, reakcja 6H2O + 6 CO2 daje również sześć cząsteczek tlenu, czyli 602. Tlen jest produktem odpadowym fotosyntezy.
6. Rośliny mają wyspecjalizowane tkanki, które wspomagają fotosyntezę.
Woda jest pobierana przez korzenie i transportowana do liści przez wyspecjalizowaną tkankę zwaną ksylem. Ponieważ liście mają chronioną powłokę zapobiegającą wysychaniu, dwutlenek węgla musi przedostać się przez pory zwane szparki. Tlen opuszcza roślinę przez aparaty szparkowe.
7. Cząsteczki glukozy łączą się, tworząc bardziej złożone cząsteczki wykorzystywane przez rośliny.
Cząsteczki glukozy powstające podczas fotosyntezy to cukry proste, które są budulcem skrobi i celulozy. Rośliny wykorzystują skrobię jako zmagazynowaną energię, a tkanki tworzące strukturę rośliny są zbudowane z celulozy.
8. Liście zmieniają kolor jesienią, ponieważ rośliny spowalniają proces fotosyntezy.
Rośliny zawierają inne pigmenty niż chlorofil. Kiedy rośliny przygotowują się do zimy w chłodnym lub umiarkowanym klimacie, wytwarzają mniej chlorofilu. Ponieważ jest mniej chlorofilu odbijającego światło zielone, kolory innych pigmentów stają się widoczne, a liście zamiast zielonych wydają się brązowe, pomarańczowe, czerwone lub żółte.
9. Rośliny to nie jedyne organizmy wykorzystujące fotosyntezę.
Niektóre bakterie, takie jak sinice i protisty, takie jak glony, są również producentami. Te jednokomórkowe organizmy zawierają chlorofil i zwykle występują w środowiskach wodnych.
10. Odwrotnym procesem fotosyntezy jest oddychanie komórkowe.
Oddychania komórkowego to proces wykorzystania energii chemicznej zmagazynowanej w cukrach. Reakcja jest lustrzanym odbiciem fotosyntezy: z glukozy + tlenu powstaje dwutlenek węgla + woda. Jak wszystkie żywe istoty, rośliny przechodzą przez oddychanie komórkowe, aby uzyskać energię do wzrostu i reprodukcji.