Фотосинтез, у двох словах, це процес використання води, вуглекислого газу та сонячного світла для отримання цукру. Рослини та інші фотосинтетичні організми називають виробниками, оскільки вони можуть виробляти вуглеводи для отримання енергії, не споживаючи інших організмів. Процес фотосинтезу вимагає спеціалізованих клітинних структур, які називаються хлоропласти уловлювати енергію від сонця і перетворювати її в хімічну енергію.
1. Зелений колір листя обумовлений хлорофілом.
Ці зелені пігментовані молекули живуть у хлоропластах рослинних клітин і поглинають видиме світло для фотосинтезу. Молекули хлорофілу поглинають усі довжини хвиль світла, крім зеленого, але переважно поглинають червону та синю довжини хвиль. Рослини виглядають зеленими, оскільки хлорофіл відображає зелені довжини хвиль світла.
2. Дві основні частини хлоропласту - це грана та строма.
Грана - це набори дископодібних відсіків, які укладені в мембрану. Ці диски називаються тикалоїдами і є місцем, де відбуваються реакції, що залежать від світла. Рідина, що оточує грану, є стромою. Світлонезалежні реакції відбуваються в стромі.
3. Перший етап фотосинтезу вловлює енергію сонця для розщеплення молекул води.
світлозалежні реакції використовувати та передавати енергію, розщеплюючи атоми водню та кисню. Електрони рухаються через електронно-транспортний ланцюг, де їх передають уздовж ряду білків, щоб з часом утворювати АТФ, енергія, яка використовується на наступному етапі фотосинтезу.
4. Другий етап фотосинтезу - цикл Кальвіна.
Світлонезалежні реакції використовувати енергію, що утворюється під час світлозалежних реакцій, виробляти вуглеводи в процесі, який називається циклом Кальвіна. Одночасно додається одна молекула вуглецю. Енергія продовжує цикл повторювати процес і створювати молекули цукру, що містять шість вуглеводнів.
5. Для отримання однієї молекули глюкози під час фотосинтезу потрібно шість молекул води та шість молекул вуглекислого газу.
На додаток до однієї молекули глюкози, С6H12О6, реакція 6H2O + 6CO2 також дає шість молекул кисню, або 6O2. Кисень є відходом фотосинтезу.
6. Рослини мають спеціалізовані тканини, які сприяють фотосинтезу.
Вода забирається корінням і транспортується до листя спеціалізованою тканиною, званою ксилемою. Оскільки листя мають захищене покриття для запобігання висихання, вуглекислий газ повинен потрапляти через пори продихи. Кисень виходить з рослини через продихи.
7. Молекули глюкози приєднуються, утворюючи більш складні молекули, що використовуються рослинами.
Молекули глюкози, що утворюються під час фотосинтезу, - це прості цукри, які є будівельними блоками крохмалю та целюлози. Рослини використовують крохмаль як накопичену енергію, а тканини, що складають структуру рослини, виготовляються з целюлози.
8. Листя восени змінюють забарвлення, оскільки рослини уповільнюють процес фотосинтезу.
Рослини містять інші пігменти, крім хлорофілу. Коли рослини готуються до зими в прохолодному або помірному кліматі, вони роблять менше хлорофілу. Оскільки хлорофілу менше, щоб відбивати зелене світло, кольори інших пігментів стають помітними, а листя замість зелених з’являються коричневими, оранжевими, червоними або жовтими.
9. Рослини - не єдині організми, які використовують фотосинтез.
Деякі бактерії, такі як ціанобактерії, та протисти, такі як водорості, також є продуцентами. Ці одноклітинні організми містять хлорофіл і, як правило, містяться у водному середовищі.
10. Зворотним процесом фотосинтезу є клітинне дихання.
Клітинне дихання - це процес використання хімічної енергії, що зберігається в цукрах. Реакція є дзеркальним відображенням фотосинтезу: глюкоза + кисень дає вуглекислий газ + воду. Як і все живе, рослини проходять через клітинне дихання для отримання енергії для росту та розмноження.