Fai un respiro profondo. Quindi ringrazia una pianta. Se mangi frutta, verdura, cereali o patate, ringrazia anche una pianta. Le piante e le alghe ci forniscono l’ossigeno di cui abbiamo bisogno per sopravvivere, così come i carboidrati che usiamo per l’energia. Lo fanno attraverso la fotosintesi.

La fotosintesi è il processo di creazione di zucchero e ossigeno da anidride carbonica, acqua e luce solare. Succede attraverso una lunga serie di reazioni chimiche. Ma può essere riassunto in questo modo: Anidride carbonica, acqua e luce entrano. Glucosio, acqua e ossigeno escono. (Il glucosio è uno zucchero semplice.)

La fotosintesi può essere divisa in due processi. La parte “foto” si riferisce alle reazioni innescate dalla luce. La “Sintesi” — la produzione dello zucchero-è un processo separato chiamato ciclo di Calvin.

Entrambi i processi avvengono all’interno di un cloroplasto. Questa è una struttura specializzata, o organello, in una cellula vegetale. La struttura contiene pile di membrane chiamate membrane tilacoidi. Ecco dove inizia la reazione della luce.

Lascia che la luce risplenda in

Quando la luce colpisce le foglie di una pianta, brilla sui cloroplasti e nelle loro membrane tilacoidi. Quelle membrane sono piene di clorofilla, un pigmento verde. Questo pigmento assorbe energia luminosa. La luce viaggia come onde elettromagnetiche. La lunghezza d’onda — distanza tra le onde — determina il livello di energia. Alcune di queste lunghezze d’onda sono visibili a noi come i colori che vediamo. Se una molecola, come la clorofilla, ha la forma giusta, può assorbire l’energia da alcune lunghezze d’onda della luce.

La clorofilla può assorbire la luce che vediamo come blu e rosso. Ecco perché vediamo le piante come verdi. Il verde è la lunghezza d’onda che le piante riflettono, non il colore che assorbono.

Mentre la luce viaggia come un’onda, può anche essere una particella chiamata fotone. I fotoni non hanno massa. Tuttavia, hanno una piccola quantità di energia luminosa.

Quando un fotone di luce proveniente dal sole rimbalza in una foglia, la sua energia eccita una molecola di clorofilla. Quel fotone inizia un processo che divide una molecola di acqua. L’atomo di ossigeno che si separa dall’acqua si lega istantaneamente con un altro, creando una molecola di ossigeno o O2. La reazione chimica produce anche una molecola chiamata ATP e un’altra molecola chiamata NADPH. Entrambi consentono a una cellula di immagazzinare energia. Anche l’ATP e il NADPH prenderanno parte alla parte di sintesi della fotosintesi.

Si noti che la reazione leggera non produce zucchero. Invece, fornisce energia-immagazzinata nell’ATP e nel NADPH — che viene inserita nel ciclo di Calvin. Questo è dove lo zucchero è fatto.

Ma la reazione della luce produce qualcosa che usiamo: l’ossigeno. Tutto l’ossigeno che respiriamo è il risultato di questa fase della fotosintesi, effettuata da piante e alghe (che non sono piante) in tutto il mondo.

Dammi un po ‘ di zucchero

Il passo successivo prende l’energia dalla reazione della luce e la applica a un processo chiamato ciclo di Calvin. Il ciclo prende il nome da Melvin Calvin, l’uomo che l’ha scoperto.

Il ciclo di Calvin è talvolta chiamato anche reazione oscura perché nessuno dei suoi passaggi richiede luce. Ma succede ancora durante il giorno. Questo perché ha bisogno dell’energia prodotta dalla reazione della luce che lo precede.

Mentre la reazione di luce avviene nelle membrane tilacoidi, l’ATP e il NADPH che produce finiscono nello stroma. Questo è lo spazio all’interno del cloroplasto ma al di fuori delle membrane tilacoidi.

Alla fine della fotosintesi, una pianta finisce con glucosio (C6H12O6), ossigeno (O2) e acqua (H2O). La molecola di glucosio passa a cose più grandi. Può diventare parte di una molecola a catena lunga, come la cellulosa; questa è la sostanza chimica che compone le pareti cellulari. Le piante possono anche immagazzinare l’energia confezionata in una molecola di glucosio all’interno di molecole di amido più grandi. Possono anche mettere il glucosio in altri zuccheri – come il fruttosio-per rendere dolce il frutto di una pianta.

Tutte queste molecole sono carboidrati — sostanze chimiche contenenti carbonio, ossigeno e idrogeno. (Carboidrati lo rende facile da ricordare.) L’impianto utilizza i legami in queste sostanze chimiche per immagazzinare energia. Ma usiamo anche queste sostanze chimiche. I carboidrati sono una parte importante degli alimenti che mangiamo, in particolare cereali, patate, frutta e verdura.