Зміст
Фотосинтез - це основний метод перетворення енергії, який підживлює рослинний світ і, в свою чергу, тваринний світ. Перетворюючи енергію світла в хімічну енергію, фотосинтез є основною складовою частиною майже всього життя на цій планеті. Розуміння основних елементів фотосинтезу дозволяє краще зрозуміти вплив джерел енергії на життя.
Необхідність годувати
Життя підтримується витрачанням енергії. Без енергії життя неможливе. Однак енергія, щоб бути максимально корисною, повинна бути присутнім у формі, яку можна зберігати, переміщувати та використовувати за потребою, а не використовувати лише тоді, коли вона присутня із зовнішнього джерела. Існує ряд форм енергії, які можуть бути використані для підтримки життя - наприклад, деякі бактерії отримують свою енергію у вигляді тепла з глибоких джерел, що випускаються з-під земної кори. Однак найчастіше доступна форма енергії на планеті - від сонця, у вигляді світла. Фотосинтез - це процес збору цієї енергії та перетворення її в хімічну речовину, якою можна маніпулювати на користь рослини.
Хлорофіл
Хлорофіл - це двигун перетворення, який перетворює світлову енергію в цукри. Хлорофіл міститься в мембранах під назвою хлоропласти, що знаходяться у внутрішній частині клітин. Більшість хлорофілу, що знаходиться в цих хлоропластах, збирає та передає енергію світла до двох центрів реакції хлорофілу в мережі хлоропластів. Ці пари виконують фактичну роботу перетворення світлової енергії в цукри, використовуючи водень і вуглець, виробляючи глюкозу, і відкладаючи кисень як побічний продукт фотосинтезу.
Процес
Коли світло потрапляє на хлорофіл у листі, його передають парним хлорофілам у реактивному центрі, які використовують енергію безпосередньо для поєднання води, вуглецю та кисню для нового фізичного розташування: глюкози, простого рослинного цукру. Перестановка при її розбиранні звільняє енергію, яку можна використовувати в інших фізичних процесах. У процесі втрачається енергія; перетворення енергії з однієї форми в іншу не є на 100 відсотків ефективним. Перевага процесу, однак, полягає у формі енергії, яку можна використовувати як є, так і додатково зберігати та маніпулювати.
Подальші етапи
Після того, як відбувся фотосинтез, глюкоза в рослині може перетворитися на дві більш легко зберігаються форми хімічної енергії: складні вуглеводи та ліпіди, більш відомі як крохмалі та жири. Крохмаль і жир - це склади для рослини, які можна утримувати або транспортувати в тканини флоеми для подальшого використання.
Центральність рослинної енергії
Рослини та окремо рослини виробляють їжу зі світла. Жодна тварина на це не здатна. Таким чином, всі рослини вважаються "виробниками", а тварини "споживачами" в економіці використання енергії в біомережах. Тварини використовують рослини як їжу або їдять інших тварин, які колись їли рослини як їжу, але не перетворюють світло на їжу самі.
Крім того, навіть непродовольчі форми енергії найчастіше базуються на використанні рослин. Дерево, вугілля та нафта - це форми рослин, які створювали та зберігали енергію. Хоча люди почали вчитися використовувати інші форми енергії, від енергії, що виробляється у воді, до ядерної енергії до прямого перетворення сонячної енергії, більшість наших економічних сил все ще заснована на здатності рослин поєднувати світлу енергію з вуглецем, киснем і вода для отримання глюкози.