Antwoord 1:
Tijdens fotosynthese is een plant in staat om zonne-energie om te zetten in een chemische vorm. De plant vangt het licht van de zon op en gebruikt de energie door middel van een reeks reacties om een suikermolecuul te maken, glucose genaamd.
Glucose bestaat uit zes koolstofatomen, zes zuurstofatomen en twaalf waterstofatomen. Wanneer de plant de glucosemolecule maakt, haalt hij de benodigde koolstof- en zuurstofatomen uit koolstofdioxide, dat hij uit de lucht haalt. Koolstofdioxide bevat echter geen waterstof, dus moet de plant een andere bron voor waterstof gebruiken. De bron die ze gebruikt is water. Er is veel water op aarde, en elk watermolecuul bestaat uit twee waterstofatomen en een zuurstofatoom.
Om de waterstof te pakken die hij nodig heeft om glucosemoleculen te maken, gebruikt de plant de energie van de zon om het watermolecuul uit elkaar te halen, er elektronen en waterstof uit te halen en de zuurstof in de lucht vrij te laten. De opgenomen elektronen worden in een elektronentransportsysteem gebracht, waar ze worden gebruikt om energiemoleculen, ATP genaamd, te produceren die worden gebruikt om de glucosemolecule te bouwen – allemaal mogelijk gemaakt door de energie van de zon.
Dus tijdens de fotosynthese verbruikt een plant water, kooldioxide en lichtenergie, en produceert glucose en zuurstof. De suiker glucose is belangrijk omdat het nodig is voor de celademhaling. Tijdens de celademhaling wordt de chemische energie in de glucosemolecule omgezet in een vorm die de plant kan gebruiken voor groei en voortplanting. In de eerste stap van de ademhaling, de glycolyse, wordt het glucosemolecuul afgebroken tot twee kleinere moleculen, pyruvaat genaamd, en komt een beetje energie vrij in de vorm van ATP. Deze stap in de ademhaling vereist geen zuurstof en wordt daarom anaërobe ademhaling genoemd. In de tweede stap van de ademhaling worden de pyruvaatmoleculen opnieuw gerangschikt en gecombineerd en opnieuw gerangschikt in een cyclus. Terwijl de moleculen in deze cyclus worden herschikt, wordt kooldioxide geproduceerd, en worden elektronen onttrokken en doorgegeven aan een elektronentransportsysteem dat, net als bij de fotosynthese, veel ATP genereert dat de plant kan gebruiken voor groei en voortplanting. Deze laatste stap vereist zuurstof, en wordt daarom aërobe ademhaling genoemd. Het eindresultaat van de celademhaling is dus dat de plant glucose en zuurstof verbruikt en kooldioxide, water en ATP-energiemoleculen produceert.
Op het eerste gezicht lijkt dit niet logisch te zijn! Als de plant de energie van de zon kan gebruiken om ATP te maken, waarom doet hij dan al die moeite om de ATP te gebruiken om glucose te maken, alleen maar om weer ATP te krijgen? Er zijn twee redenen waarom de plant dit doet:
Ten eerste heeft de plant, naast ATP, materialen nodig om te groeien. Glucose is een belangrijke bouwsteen die nodig is voor de productie van alle eiwitten, DNA, cellen, weefsels, enz. die belangrijk zijn voor leven, groei en voortplanting.
Tweede, een probleem met de zon is dat hij elke nacht weggaat, en ’s winters is hij niet erg helder. De plant heeft de hele tijd energie nodig. Dus, door glucose te produceren, kan de plant dit molecuul opslaan en het vervolgens gebruiken om energie te produceren tijdens de nacht en in de winter wanneer er niet genoeg zon is voor een goede fotosynthese.
Het is heel interessant hoe fotosynthese en celademhaling elkaar helpen. Tijdens de fotosynthese heeft de plant kooldioxide en water nodig, die beide tijdens de ademhaling in de lucht vrijkomen. En tijdens de ademhaling heeft de plant zuurstof en glucose nodig, die beide door fotosynthese worden geproduceerd! Dus in zekere zin ondersteunen de producten van de fotosynthese de ademhaling, en de producten van de ademhaling de fotosynthese, waardoor een kringloop wordt gevormd.
Terwijl planten deze kringloop zelf kunnen voltooien, kunnen dieren dat niet, omdat dieren niet in staat zijn tot fotosynthese! Dit betekent dat dieren alleen door ademhaling kunnen overleven. En omdat wij dieren zelf geen glucose kunnen produceren, moeten we het ergens anders vandaan halen – van het eten van planten. Wij produceren kooldioxide die de planten nodig hebben, en zij produceren de zuurstof die wij nodig hebben, en dan eten wij ze op om de glucose te krijgen die wij nodig hebben. Het lijkt erop dat wij de planten veel meer nodig hebben dan zij ons!