Svar 1:
Under fotosyntesen kan en växt omvandla solenergi till en kemisk form. Den gör detta genom att fånga upp ljuset från solen och genom en rad reaktioner använda energin för att bygga upp en sockermolekyl som kallas glukos.
Glukos består av sex kolatomer, sex syreatomer och tolv väteatomer. När växten tillverkar glukosmolekylen får den de kol- och syreatomer den behöver från koldioxid, som den hämtar från luften. Koldioxid innehåller dock inget väte, så växten måste använda en annan källa för väte. Den källa som den använder är vatten. Det finns mycket vatten på jorden, och varje vattenmolekyl består av två väteatomer och en syreatom.
För att ta det väte den behöver för att bygga glukosmolekyler använder växten energin från solen för att bryta sönder vattenmolekylen, ta elektroner och väte från den och släppa ut syret i luften. De elektroner som tas upp förs in i ett elektrontransportsystem, där de används för att producera energimolekyler som kallas ATP och som används för att bygga glukosmolekylen – allt tack vare solens energi.
Under fotosyntesen förbrukar en växt alltså vatten, koldioxid och ljusenergi och producerar glukos och syre. Sockret glukos är viktigt eftersom det är nödvändigt för cellandning. Under cellandning omvandlas den kemiska energin i glukosmolekylen till en form som växten kan använda för tillväxt och reproduktion. I andningens första steg, som kallas glykolys, bryts glukosmolekylen ner till två mindre molekyler som kallas pyruvat, och lite energi frigörs i form av ATP. Detta steg i andningen kräver inget syre och kallas därför anaerob andning. I det andra steget i andningen omorganiseras pyruvatmolekylerna och kombineras och omorganiseras igen i en cykel. Medan molekylerna omorganiseras i denna cykel produceras koldioxid, och elektroner dras av och förs in i ett elektrontransportsystem som, precis som i fotosyntesen, genererar en mängd ATP som växten kan använda för tillväxt och reproduktion. Detta sista steg kräver syre och kallas därför aerob andning. Det slutliga resultatet av cellandning är alltså att växten förbrukar glukos och syre och producerar koldioxid, vatten och energimolekyler av ATP.
I början verkar detta inte vara meningsfullt! Om växten kan använda energin från solen för att göra ATP, varför går den då igenom allt besväret att sedan förbruka ATP för att göra glukos, bara för att kunna få ATP igen? Det finns två anledningar till varför växten gör detta:
För det första behöver växten förutom ATP även material för att växa. Glukos är en viktig byggsten som behövs för att producera alla de proteiner, DNA, celler, vävnader etc. som är viktiga för liv, tillväxt och reproduktion.
För det andra är ett problem med solen att den försvinner varje natt, och på vintern är den inte särskilt ljus. Växten behöver energi hela tiden. Så genom att producera glukos kan växten lagra denna molekyl och sedan använda den för att producera energi under natten och under vintern när det inte finns tillräckligt med sol för att ge bra fotosyntes.
Det är mycket intressant hur fotosyntes och cellandning hjälper varandra. Under fotosyntesen behöver växten koldioxid och vatten – båda släpps ut i luften under andningen. Och under andningen behöver växten syre och glukos, som båda produceras genom fotosyntesen! Så på ett sätt stöder fotosyntesens produkter andningen, och andningens produkter stöder fotosyntesen, vilket bildar ett kretslopp.
Om växterna kan slutföra detta kretslopp på egen hand kan inte djuren göra det, eftersom djur inte kan göra fotosyntes! Detta innebär att djur måste överleva enbart genom andning. Eftersom vi djur inte kan producera glukos själva måste vi få det någon annanstans ifrån – genom att äta växter. Vi producerar koldioxid som växterna behöver, och de producerar det syre som vi behöver, och sedan äter vi dem för att få glukos som vi behöver. Det verkar som om vi behöver växterna mycket mer än vad de behöver oss!