La fotosintesi, in poche parole, è il processo di utilizzo di acqua, anidride carbonica e luce solare per produrre zucchero. Le piante e altri organismi fotosintetici sono chiamati produttori perché possono produrre carboidrati per produrre energia senza consumare altri organismi. Il processo di fotosintesi richiede strutture cellulari specializzate chiamate cloroplasti per catturare energia dal sole e convertirla in energia chimica.
1. Il colore verde delle foglie è dovuto alla clorofilla.
Queste molecole pigmentate verdi vivono nei cloroplasti delle cellule vegetali e assorbono la luce visibile per la fotosintesi. Le molecole di clorofilla assorbono tutte le lunghezze d'onda della luce tranne il verde, ma assorbono principalmente le lunghezze d'onda rosse e blu. Le piante appaiono verdi perché la clorofilla riflette le lunghezze d'onda della luce verde.
2. Le due parti principali di un cloroplasto sono la grana e lo stroma.
I Grana sono pile di compartimenti a forma di disco racchiusi in una membrana. Questi dischi sono chiamati thykaloids e sono il sito in cui si verificano reazioni dipendenti dalla luce. Il fluido che circonda la grana è lo stroma. Le reazioni indipendenti dalla luce avvengono nello stroma.
3. Il primo stadio della fotosintesi cattura l'energia dal sole per abbattere le molecole d'acqua.
Le reazioni dipendenti dalla luce imbrigliano e trasferiscono energia dividendo gli atomi di idrogeno e ossigeno. Gli elettroni si muovono attraverso la catena di trasporto degli elettroni dove vengono passati lungo una serie di proteine per produrre ATP, l'energia utilizzata nella fase successiva della fotosintesi.
4. Il secondo stadio della fotosintesi è il ciclo di Calvin.
Le reazioni indipendenti dalla luce utilizzano l'energia generata durante le reazioni dipendenti dalla luce per produrre carboidrati in un processo chiamato ciclo di Calvin. Una molecola di carbonio viene aggiunta alla volta. L'energia mantiene il ciclo andando a ripetere il processo e creare molecole di zucchero contenenti sei atomi di carbonio.
5. Ci vogliono sei molecole di acqua e sei molecole di anidride carbonica per formare una molecola di glucosio durante la fotosintesi.
Oltre a una molecola di glucosio, C 6H 12O 6, la reazione di 6H 2O + 6CO 2 produce anche sei molecole di ossigeno, o 6O 2. L'ossigeno è un prodotto di scarto della fotosintesi. 6. Le piante hanno tessuti specializzati che aiutano la fotosintesi. L'acqua viene assorbita dalle radici e trasportata alle foglie da un tessuto specializzato chiamato xilema. Poiché le foglie hanno un rivestimento protetto per prevenire l'essiccazione, il biossido di carbonio deve entrare attraverso i pori chiamati stomi. L'ossigeno esce dalla pianta attraverso gli stomi. 7. Le molecole di glucosio si uniscono per formare molecole più complesse utilizzate dalle piante. Le molecole di glucosio formate durante la fotosintesi sono zuccheri semplici che sono costituiti da blocchi di amidi e cellulosa. Le piante usano gli amidi come energia immagazzinata ei tessuti che compongono la struttura di una pianta sono fatti di cellulosa. 8. Le foglie cambiano colore in autunno perché le piante rallentano il processo di fotosintesi. Le piante contengono altri pigmenti diversi dalla clorofilla. Quando le piante si preparano all'inverno in climi freschi o temperati, producono meno clorofilla. Poiché c'è meno clorofilla per riflettere la luce verde, i colori degli altri pigmenti diventano visibili e le foglie appaiono marrone, arancione, rosso o giallo anziché verde. 9. Le piante non sono gli unici organismi che usano la fotosintesi. Alcuni batteri, come i cianobatteri e i protisti, come le alghe, sono anche produttori. Questi organismi unicellulari contengono clorofilla e si trovano tipicamente negli ambienti acquatici. 10. Il processo inverso della fotosintesi è la respirazione cellulare. La respirazione cellulare è il processo di utilizzo dell'energia chimica immagazzinata negli zuccheri. La reazione è l'immagine speculare della fotosintesi: il glucosio + ossigeno produce anidride carbonica + acqua. Come tutte le cose viventi, le piante passano attraverso la respirazione cellulare per ottenere energia per la crescita e la riproduzione.
