Odpowiedź 1:
Podczas fotosyntezy roślina jest w stanie przekształcić energię słoneczną w formę chemiczną. Robi to poprzez przechwytywanie światła słonecznego i, poprzez serię reakcji, wykorzystując energię do budowy cząsteczki cukru zwanej glukozą.
Glukoza jest zbudowana z sześciu atomów węgla, sześciu atomów tlenu i dwunastu atomów wodoru. Kiedy roślina wytwarza cząsteczkę glukozy, otrzymuje potrzebne jej atomy węgla i tlenu z dwutlenku węgla, który pobiera z powietrza. Dwutlenek węgla nie zawiera jednak wodoru, więc roślina musi korzystać z innego źródła wodoru. Źródłem, którego używa jest woda. Na Ziemi jest dużo wody, a każda cząsteczka wody składa się z dwóch atomów wodoru i jednego atomu tlenu.
Aby pobrać wodór potrzebny do budowy cząsteczek glukozy, roślina wykorzystuje energię słoneczną do rozbicia cząsteczki wody, pobierając z niej elektrony i wodór, a uwalniając tlen do powietrza. Pobierane elektrony są umieszczane w systemie transportu elektronów, gdzie są wykorzystywane do produkcji cząsteczek energii zwanych ATP, które są wykorzystywane do budowy cząsteczek glukozy – wszystko to jest możliwe dzięki energii słonecznej.
Tak więc podczas fotosyntezy roślina zużywa wodę, dwutlenek węgla i energię świetlną, a wytwarza glukozę i tlen. Cukier glukoza jest ważny, ponieważ jest niezbędny do oddychania komórkowego. Podczas oddychania komórkowego, energia chemiczna w cząsteczce glukozy jest przekształcana w formę, którą roślina może wykorzystać do wzrostu i reprodukcji. W pierwszym etapie oddychania, zwanym glikolizą, cząsteczka glukozy jest rozkładana na dwie mniejsze cząsteczki zwane pirogronianem, a niewielka ilość energii jest uwalniana w postaci ATP. Ten etap oddychania nie wymaga tlenu i dlatego nazywany jest oddychaniem beztlenowym. W drugim etapie oddychania cząsteczki pirogronianu są ponownie układane, łączone i ponownie układane w cykl. Podczas zmiany układu cząsteczek w tym cyklu wytwarzany jest dwutlenek węgla, a elektrony są pobierane i przekazywane do systemu transportu elektronów, który, podobnie jak w fotosyntezie, wytwarza dużo ATP, które roślina może wykorzystać do wzrostu i reprodukcji. Ten ostatni etap wymaga tlenu i dlatego nazywany jest oddychaniem tlenowym. W efekcie końcowym oddychania komórkowego roślina zużywa glukozę i tlen, a wytwarza dwutlenek węgla, wodę i cząsteczki energii ATP.
Na początku nie wydaje się to mieć sensu! Jeśli roślina może wykorzystać energię słoneczną do wytworzenia ATP, to dlaczego zadaje sobie tyle trudu, aby wykorzystać ATP do wytworzenia glukozy, tylko po to, aby móc ponownie uzyskać ATP? Istnieją dwa powody, dla których roślina to robi:
Po pierwsze, oprócz ATP, roślina potrzebuje materiałów do wzrostu. Glukoza jest ważnym budulcem, który jest niezbędny do produkcji wszystkich białek, DNA, komórek, tkanek, itp., które są ważne dla życia, wzrostu i reprodukcji.
Po drugie, jeden problem z słońcem jest to, że odchodzi co noc, a w zimie nie jest bardzo jasne. Roślina potrzebuje energii przez cały czas. Tak więc, produkując glukozę, roślina może przechowywać tę cząsteczkę, a następnie wykorzystać ją do produkcji energii w nocy i zimą, kiedy nie ma wystarczająco dużo słońca, aby zapewnić dobrą fotosyntezę.
To bardzo interesujące, jak fotosynteza i oddychanie komórkowe pomagają sobie nawzajem. Podczas fotosyntezy roślina potrzebuje dwutlenku węgla i wody – oba te składniki są uwalniane do powietrza podczas oddychania. A podczas oddychania roślina potrzebuje tlenu i glukozy, które są produkowane w procesie fotosyntezy! Tak więc w pewnym sensie produkty fotosyntezy wspierają oddychanie, a produkty oddychania wspierają fotosyntezę, tworząc cykl.
Podczas gdy rośliny mogą same zakończyć ten cykl, zwierzęta nie mogą, ponieważ zwierzęta nie są zdolne do fotosyntezy! Oznacza to, że zwierzęta muszą przetrwać wyłącznie dzięki oddychaniu. Ponadto, ponieważ my, zwierzęta, nie możemy sami wytwarzać glukozy, musimy ją pozyskiwać skądś indziej – z jedzenia roślin. Wytwarzamy dwutlenek węgla, którego potrzebują rośliny, a one produkują tlen, którego my potrzebujemy, a następnie zjadamy je, aby uzyskać glukozę, której potrzebujemy. Wygląda na to, że potrzebujemy roślin o wiele bardziej niż one nas!