В то время как люди и животные едят растения и других животных в качестве пищи, растения могут производить пищу, используя свет и процесс, называемый фотосинтезом. Фотосинтез — это процесс, в котором растения производят пищу, используя углекислый газ, воду и солнечный свет.
Что такое фотосинтез?
Фотосинтез может быть громким словом, но его можно разбить на два более мелких слова: «фото» и «синтез». Фотография означает свет, а синтез означает соединение. Хотя этот процесс может быть сложным, его можно просто записать с помощью следующего уравнения:
Как происходит фотосинтез
Фотосинтез происходит в листьях растений, где в клетках живут хлоропласты. В фотосинтезе есть две стадии . Для первой ступени нужен свет, а для второй нет. Прежде чем вы сможете понять процесс фотосинтеза, вы должны больше узнать о хлоропластах.
Хлоропласты
Как и люди, растения состоят из тысяч клеток . В отличие от клеток животных, растения имеют особую структуру, называемую хлоропластами, в которой происходит фотосинтез.
Хлоропласты представляют собой крошечные шарики овальной формы, находящиеся внутри растительных клеток. Иногда растительные клетки имеют только несколько хлоропластов, а другие занимают все пространство внутри клетки. Хлоропласты имеют много слоев. Внешний слой гладкий, а внутренняя часть хлоропласта содержит несколько важных частей.
Внутри хлоропласта находится набор мешочков, наполненных хлорофиллом, называемых тилакоидами, которые плавают в жидкости, называемой стромой. Тилакоиды выглядят как стопки блинов. Хлорофилл придает растениям зеленый цвет и помогает растениям поглощать энергию солнечного света.
Стадия первая: светозависимые реакции
Первая стадия фотосинтеза называется стадией светозависимых реакций. Эта стадия происходит в тилакоидах хлоропластов и может происходить только при наличии солнечного света.
- Солнечный свет попадает на хлорофилл в хлоропластах и возбуждает электроны .
- Возбужденные электроны отрываются от хлорофилла.
- Поскольку один электрон только что покинул хлорофилл, его необходимо заменить. Молекула воды расщепляется на кислород (О2) и ион водорода (Н+) в тилакоидах.
- Затем свободные электроны вступают в химическую реакцию с образованием АТФ и НАДФН , которые являются энергетическими молекулами, необходимыми для второй стадии фотосинтеза.
Второй этап: цикл Кальвина
Второй этап фотосинтеза, называемый циклом Кальвина , происходит в строме хлоропластов. Солнечный свет не нужен для цикла Кальвина. Углекислый газ и энергия АТФ и НАДФН создают глюкозу. Глюкоза — это простой сахар, который растения накапливают в качестве энергии и могут быть преобразованы в другие компоненты, такие как крахмал и целлюлоза, которые важны для клеточной структуры.
- Углекислый газ из воздуха поглощается через отверстия в листьях растения.
- Молекула углекислого газа связывается с простым сахаром, называемым RuBP.
- В результате четырехэтапной химической реакции диоксид углерода и молекула РБФ объединяются с АТФ и НАДФН из первой стадии, образуя молекулу глюкозы.
Следующее видео демонстрирует процесс от начала до конца:
Фотосинтез важен
Фотосинтез является основой жизни на Земле. Человек не может жить без кислорода. Кислород, который растения производят в процессе фотосинтеза, выбрасывается в воздух, которым люди дышат каждый день. Когда люди вдыхают кислород, они выделяют углекислый газ. Растения используют углекислый газ в процессе фотосинтеза. Таким образом, растения несут ответственность за балансировку уровней кислорода и углекислого газа в воздухе. Кроме того, некоторые растения хранят глюкозу, образующуюся в процессе фотосинтеза, в плодах и корнях. Некоторые из этих фруктов и корнеплодов — яблоки, морковь, клубника и другие вкусные продукты, которые люди любят есть.