Podczas gdy ludzie i zwierzęta żywią się roślinami i innymi zwierzętami, rośliny mogą wytwarzać pożywienie za pomocą światła i procesu zwanego fotosyntezą. Fotosynteza to proces, w którym rośliny wytwarzają żywność przy użyciu dwutlenku węgla, wody i światła słonecznego.
Co to jest fotosynteza?
Fotosynteza to duże słowo, ale można je podzielić na dwa mniejsze: „foto” i „synteza”. Zdjęcie oznacza światło, a synteza oznacza połączenie. Chociaż proces może być skomplikowany, można go po prostu zapisać za pomocą następującego równania słownego:
Jak zachodzi fotosynteza
Fotosynteza zachodzi w liściach roślin, w których w komórkach żyją chloroplasty. Istnieją dwa etapy fotosyntezy. Pierwszy etap potrzebuje światła, drugi nie. Zanim zrozumiesz proces fotosyntezy, musisz dowiedzieć się więcej o chloroplastach.
Chloroplasty
Tak jak ludzie, rośliny składają się z tysięcy komórek. W przeciwieństwie do komórek zwierzęcych rośliny mają specjalną strukturę zwaną chloroplastami, w której zachodzi fotosynteza.
Chloroplasty to maleńkie owalne grudki znajdujące się wewnątrz komórek roślinnych. Czasami komórki roślinne mają tylko kilka chloroplastów, podczas gdy inne zajmują całą przestrzeń wewnątrz komórki. Chloroplasty mają wiele warstw. Zewnętrzna warstwa jest gładka, a wnętrze chloroplastu zawiera kilka ważnych elementów.
Wewnątrz chloroplastu znajduje się zbiór worków pełnych chlorofilu zwanych tylakoidami, które unoszą się w płynie zwanym zrębem. Tylakoidy wyglądają jak stosy naleśników. Chlorofil nadaje roślinom zielony kolor i pomaga roślinom absorbować energię ze światła słonecznego.
Etap pierwszy: Reakcje zależne od światła
Pierwszy etap fotosyntezy nazywany jest etapem reakcji zależnych od światła. Ten etap zachodzi w tylakoidach chloroplastów i może nastąpić tylko wtedy, gdy dostępne jest światło słoneczne.
- Światło słoneczne uderza w chlorofil w chloroplastach i wzbudza elektrony.
- wzbudzone elektrony uwalniają się z chlorofilu.
- Ponieważ jeden elektron właśnie opuścił chlorofil, należy go wymienić. Cząsteczka wody w tylakoidach rozkłada się na tlen (O2) i jon wodoru (H+).
- Wolne elektrony podlegają następnie reakcji chemicznej, w wyniku której powstają ATP i NADPH, które są cząsteczkami energii potrzebnymi w drugim etapie fotosyntezy.
Etap drugi: Cykl Calvina
Drugi etap fotosyntezy, zwany cyklem Calvina, zachodzi w zrębie chloroplastów. Światło słoneczne nie jest potrzebne w cyklu Calvina. Dwutlenek węgla i energia z ATP i NADPH tworzą glukozę. Glukoza to cukier prosty, który rośliny magazynują jako energię i można go przekształcić w inne składniki, takie jak skrobia i celuloza, ważne dla struktury komórki.
- Dwutlenek węgla z powietrza jest wchłaniany przez dziury w liściach rośliny.
- Cząsteczka dwutlenku węgla wiąże się z cukrem prostym zwanym RuBP.
- W czteroetapowej reakcji chemicznej dwutlenek węgla i cząsteczka RuBP łączą się z ATP i NADPH w pierwszym etapie, tworząc cząsteczkę glukozy.
Następujący film przedstawia proces od początku do końca:
Fotosynteza jest ważna
Fotosynteza jest podstawą życia na Ziemi. Człowiek nie może żyć bez tlenu. Tlen wytwarzany przez rośliny podczas fotosyntezy jest uwalniany do powietrza, którym ludzie oddychają każdego dnia. Kiedy ludzie wdychają tlen, uwalniają dwutlenek węgla. Rośliny wykorzystują dwutlenek węgla w procesie fotosyntezy. Zatem rośliny odpowiadają za równoważenie poziomu tlenu i dwutlenku węgla w powietrzu. Ponadto niektóre rośliny magazynują glukozę wytwarzaną podczas fotosyntezy w owocach i korzeniach. Niektóre z tych owoców i korzeni to jabłka, marchewki, truskawki i inne pyszne potrawy, które ludzie lubią jeść.
