Hvorfor er fotosyntese så vigtig at plante?

Alle levende væsener kræver energi og næringsstoffer til at overleve. Dyr kan opdeles i autotrofer og heterotrofer i overensstemmelse med hvordan de erhverver denne energi og næringsstoffer. Autotrofer laver deres egen mad fra uorganiske næringsstoffer og opnår energi fra ikke-levende kilder. Heterotrophs skal forbruge andre levende væsener for at få den energi og næringsstoffer, de har brug for at leve. Planter, som autotrofer, skal lave deres egen mad og gøre det fra sollys, kuldioxid og vand gennem en proces kaldet fotosyntese.

Fotosyntese

Fotosyntese består af to forskellige reaktionsgrupper kaldet lyset reaktioner og mørke reaktioner. Ved de lyse reaktioner gennem en proces, der er kendt som fotophosphorylering, aktiveres sollys en elektron i chlorophyll, der så transporteres langs en membran for at skabe en protongradient. Denne protongradient bruges derefter til at generere energi, som er nødvendig i de mørke reaktioner. I de mørke reaktioner driver energien i lysreaktionerne en række reaktioner, der bruger kuldioxid til at gøre sukker.

Kloroplaster

Planternes fotosyntiske reaktioner forekommer i specialiserede strukturer i cellen kaldet chloroplasts. Kloroplaster indeholder stakke af membraner kaldet thylakoidmembraner, hvor fotosyntetiske processer finder sted. Membranerne danner lukkede rum, der muliggør dannelse af en protongradient og derefter udnyttes til at generere høj energiobligationer i ATP, et energimolekyle, der anvendes af celler.

Cellulær respiration

Organer fra bakterier til hvaler skal konvertere deres mad til energi og organiske forbindelser til andre livsprocesser. Mange organismer, herunder planter og dyr, bruger ilt til at udføre aerobe åndedræt. Men for planter er denne fødevareenergi lavet inde i cellerne snarere end opnået fra andre væsner.

Mitokondrier

Både planter og dyr har mitokondrier i deres celler for at lette omdannelsen af mad til energi. Mitokondrier er specialiserede cellulære organeller med foldede membraner inde. Disse membraner letter elektroniktransportkæden, hvor høj energielektroner bruges til at skabe en protongradient, der driver ATP-produktion. Elektrontransporten i mitokondrier og fotofosforlyering i kloroplaster er begrebsmæssigt meget, selvom detaljerne varierer meget.

Planter som Producenter

Mens fotosyntese er vigtig for planter til deres mad, er det i mange økosystemer den planter gør også mad til andre organismer. Dyr som zebra spiser planter for at opnå deres nødvendige energi og næringsstoffer. Til gengæld spiser rovdyr som løven zebraen for deres nødvendige mad. Denne grundlæggende rolle i planter i økosystemer fører dem til at blive kaldt primærproducenter, da de gennem fotosyntese er i stand til at udnytte energi og næringsstoffer i deres fysiske miljø og gøre det anvendeligt for andre levende væsener.