Ihmiset ja eläimet syövät kasveja ja muita eläimiä ravinnoksi, mutta kasvit voivat valmistaa ruokaa käyttämällä valoa ja prosessia, jota kutsutaan fotosynteesiksi. Fotosynteesi on prosessi, jossa kasvit valmistavat ruokaa käyttämällä hiilidioksidia, vettä ja auringonvaloa.
Mitä on fotosynteesi?
Valosynteesi voi olla iso sana, mutta se voidaan jakaa kahteen pienempään sanaan: "valokuva" ja "synteesi". Valokuva tarkoittaa valoa ja synteesi yhdistämistä. Vaikka prosessi voi olla monimutkainen, se voidaan yksinkertaisesti kirjoittaa seuraavalla sanayhtälöllä:
Kuinka fotosynteesi tapahtuu
Fotosynteesi tapahtuu kasvien lehdissä, joissa kloroplastit elävät soluissa. Fotosynteesissä on kaksi vaihetta. Ensimmäinen vaihe tarvitsee valoa ja toinen vaihe ei. Ennen kuin voit ymmärtää fotosynteesin prosessia, sinun on ymmärrettävä enemmän kloroplasteista.
Kloroplastit
Ihmisen tapaan kasvit koostuvat tuhansista soluista. Toisin kuin eläinsolut, kasveilla on erityinen rakenne, jota kutsutaan kloroplasteiksi, joissa fotosynteesi tapahtuu.
Kloroplastit ovat pieniä ovaalin muotoisia täpliä, joita löytyy kasvisoluista. Joskus kasvisoluissa on vain muutama kloroplasti, kun taas toiset vievät koko tilan solun sisällä. Kloroplasteilla on useita kerroksia. Ulkokerros on sileä, kun taas kloroplastin sisäpuoli sisältää useita tärkeitä paloja.
Kloroplastin sisällä on kokoelma säkkejä, jotka ovat täynnä klorofylliä, joita kutsutaan tylakoideiksi ja jotka kelluvat stroomaksi kutsutussa nesteessä. Tylakoidit näyttävät pannukakkupinoilta. Klorofylli antaa kasveille niiden vihreän värin ja auttaa kasveja imemään energiaa auringonvalosta.
Vaihe yksi: valoriippuvaiset reaktiot
Fotosynteesin ensimmäistä vaihetta kutsutaan valosta riippuvaisten reaktioiden vaiheeksi. Tämä vaihe tapahtuu kloroplastien tylakoideissa ja voi tapahtua vain, kun auringonvaloa on saatavilla.
- Auringonvalo osuu kloroplastien klorofylliin ja kiihottaa elektroneja.
- Kiihtyneet elektronit irtautuvat klorofyllistä.
- Koska yksi elektroni juuri poistui klorofyllistä, se on vaihdettava. Vesimolekyyli jakautuu hapeksi (O2) ja vety-ioniksi (H+) tylakoideissa.
- Vapaat elektronit käyvät läpi kemiallisen reaktion ATP:n ja NADPH:n muodostamiseksi, jotka molemmat ovat fotosynteesin toisessa vaiheessa tarvittavia energiamolekyylejä.
Kakkosvaihe: Calvinin kierto
Fotosynteesin toinen vaihe, nimeltään Calvin Cycle, tapahtuu kloroplastien stroomassa. Auringonvaloa ei tarvita Calvin-sykliin. Hiilidioksidi ja ATP:n ja NADPH:n energia muodostavat glukoosia. Glukoosi on yksinkertainen sokeri, jota kasvit varastoivat energiaksi ja jotka voidaan muuttaa muiksi aineosiksi, kuten tärkkelykseksi ja selluloosaksi, jotka ovat tärkeitä solujen rakenteelle.
- Ilmasta tuleva hiilidioksidi imeytyy kasvin lehtien reikien kautta.
- Hiilidioksidimolekyyli sitoutuu yksinkertaiseen sokeriin nimeltä RuBP.
- Nelivaiheisen kemiallisen reaktion avulla hiilidioksidi ja RuBP-molekyyli yhdistyvät ATP:n ja NADPH:n kanssa ensimmäisestä vaiheesta lähtien glukoosimolekyylin luomiseksi.
Seuraava video esittelee prosessin alusta loppuun:
valokuvasynteesi on tärkeää
Valosynteesi on elämän selkäranka maapallolla. Ihminen ei voi elää ilman happea. Kasvien fotosynteesin aikana tuottamaa happea vapautuu ilmaan, jota ihmiset hengittävät joka päivä. Kun ihmiset hengittävät happea, he vapauttavat hiilidioksidia. Kasvit käyttävät hiilidioksidia fotosynteesiin. Siten kasvit ovat vastuussa ilman happi- ja hiilidioksiditasojen tasapainottamisesta. Lisäksi jotkut kasvit varastoivat fotosynteesin aikana syntyvää glukoosia hedelmiin ja juuriin. Jotkut näistä hedelmistä ja juurista ovat omenoita, porkkanoita, mansikoita ja muita herkullisia ruokia, joita ihmiset nauttivat syömisestä.
