A növények szervetlen vegyületekből készítik el saját ételeiket a levelekben zajló fotoszintézis útján. A fotoszintézishez szükséges összetevők a fény, a víz és a szén-dioxid. A fotoszintézis sebességét befolyásolja ezen rendelkezésre álló összetevők mennyisége, valamint a hőmérséklet. A fotoszintézis végtermékei az oxigén, amelyet a növények felszabadítanak, és a szénhidrátok, amelyek a növények energiaforrássá válnak. A glükóz alapvető szerkezetére építve a növények szintézis útján fotoszintézissel is előállítanak néhány összetettebb szénalapú vegyszert, amelyek nélkülözhetetlenek növekedésükhöz és túlélésükhöz.
Hogyan készítik a növények a saját ételeiket?
Kloroplasztok egy levélbenElőször, a gyökereken keresztül felszívódott víz a levelekre emelkedik, és a kloroplasztoknak nevezett speciális sejtekbe jut. Ezek a sejtek klorofilt tartalmaznak, egy zöld pigmentet, amely zöld színű hullámhosszok tükrözésével adja a színét. Ennél is fontosabb, hogy a klorofill elnyeli a fényt a spektrum vörös és kék részében, és felhasználja egy kritikus kémiai reakció végrehajtására. A kloroplaszton belül a klorofill-molekulák egyetlen fény fotont vesznek fel és elektronként cserébe. A kémiai reakciók sorozata következik, amely végül helyettesíti a levélben levő vízmolekulákból az elveszett elektronokat. A folyamat során a vízben lévő oxigénatom elválasztódik a hidrogén atomoktól és hulladékként kerül ki. A fennmaradó hidrogént összegyűjtjük, és végül szénhidrát molekulává szintetizáljuk.
Az a folyamat, amely a növény számára valódi élelmet hoz létre, nem igényel fényt, ezért sötét reakciónak nevezik. A levél egy másik részében, az úgynevezett sztróma, a környezetből felszívódott széndioxid szénré és oxigénné redukálódik. Az oxigénnek ismét hagyja elmenekülni, de a szén elegyedik az első eljárás hidrogén végtermékével, hogy egyszerű cukrot képezzen. Ezeket kombinálhatják vagy módosíthatják, hogy szinte bármilyen szerves vegyületet előállítsanak, amelyre a növénynek szüksége lehet, akár szerkezetéhez, akár táplálkozásához.
A növények nem közvetlenül használják a könnyű energiát, hanem kémiai energiává kell őket konvertálniuk. A levélbe kerülő fényből csak körülbelül 5% -ot használják a fotoszintézishez, és ennek csak 30-50% -át tárolja a sejt kémiai energiájaként. A fotoszintézis mégis létfontosságú folyamat, nem csupán a növények számára, hanem az összes oxigénellátó szervezet számára, beleértve az embereket is. A tudósok úgy vélik, hogy a korai zöld növényekben és algákban a fotoszintézis teremtette a föld lélegző légkörét. A növények ma még ma is feltöltik a környezetet, káros szén-dioxidot szűrve az életfenntartó oxigénné.
