Докато хората и животните ядат растения и други животни като храна, растенията могат да произвеждат храната си, използвайки светлина и процес, наречен фотосинтеза. Фотосинтезата е процесът, при който растенията произвеждат храна, използвайки въглероден диоксид, вода и слънчева светлина.
Какво е фотосинтеза?
Фотосинтезата може да е голяма дума, но може да се раздели на две по-малки думи: „снимка“и „синтез“. Снимката означава светлина, а синтезът означава сглобяване. Въпреки че процесът може да бъде сложен, той може просто да бъде написан със следното уравнение:
Как протича фотосинтезата
Фотосинтезата се случва в листата на растенията, където хлоропластите живеят в клетките. Има два етапа на фотосинтезата. Първият етап се нуждае от светлина, а вторият не. Преди да разберете процеса на фотосинтезата, трябва да разберете повече за хлоропластите.
Хлоропласти
Както хората, растенията са изградени от хиляди клетки. За разлика от животинските клетки, растенията имат специална структура, наречена хлоропласти, където протича фотосинтезата.
Хлоропластите са малки петна с овална форма, намиращи се в растителните клетки. Понякога растителните клетки имат само няколко хлоропласта, докато други заемат цялото пространство в клетката. Хлоропластите имат много слоеве. Външният слой е гладък, докато вътрешността на хлоропласта съдържа няколко важни части.
Вътре в хлоропласта има колекция от торбички, пълни с хлорофил, наречени тилакоиди, които плуват в течност, наречена строма. Тилакоидите изглеждат като купчини палачинки. Хлорофилът придава на растенията техния зелен цвят и помага на растенията да абсорбират енергия от слънчевата светлина.
Първи етап: Реакции, зависими от светлина
Първият етап на фотосинтезата се нарича етап на светлинно зависимите реакции. Този етап се случва в тилакоидите на хлоропластите и може да се случи само когато има налична слънчева светлина.
- Слънчевата светлина удря хлорофила в хлоропластите и възбужда електроните.
- Възбудените електрони се освобождават от хлорофила.
- Тъй като един електрон току-що е напуснал хлорофила, той трябва да бъде заменен. Молекула вода се разделя на кислород (O2) и водороден йон (H+) в тилакоидите.
- След това свободните електрони преминават през химична реакция за създаване на АТФ и НАДФН, които са енергийни молекули, необходими за втория етап на фотосинтезата.
Втори етап: Цикълът на Калвин
Вторият етап от фотосинтезата, наречен цикъл на Калвин, протича в стромата на хлоропластите. Слънчевата светлина не е необходима за цикъла на Калвин. Въглеродният диоксид и енергията от ATP и NADPH създават глюкоза. Глюкозата е проста захар, която растенията съхраняват като енергия и може да се преобразува в други компоненти като нишесте и целулоза, които са важни за клетъчната структура.
- Въглеродният диоксид от въздуха се абсорбира през дупки в листата на растението.
- Молекулата въглероден диоксид се свързва с проста захар, наречена RuBP.
- Чрез химична реакция в четири стъпки въглеродният диоксид и молекулата RuBP се комбинират с ATP и NADPH от първия етап, за да създадат молекула глюкоза.
Следното видео демонстрира процеса от началото до края:
Фотосинтезата е важна
Фотосинтезата е гръбнакът на живота на Земята. Хората не могат да живеят без кислород. Кислородът, който растенията произвеждат по време на фотосинтезата, се освобождава във въздуха, който хората дишат всеки ден. Докато хората вдишват кислород, те отделят въглероден диоксид. Растенията използват въглероден диоксид в процеса на фотосинтеза. По този начин растенията са отговорни за балансирането на нивата на кислород и въглероден диоксид във въздуха. Освен това някои растения съхраняват глюкозата, произведена по време на фотосинтезата в плодовете и корените. Някои от тези плодове и корени са ябълки, моркови, ягоди и други вкусни храни, които хората обичат да ядат.
