ta ett djupt andetag. Tacka sedan en växt. Om du äter frukt, grönsaker, spannmål eller potatis, tacka en växt också. Växter och alger ger oss det syre vi behöver för att överleva, liksom kolhydraterna vi använder för energi. De gör allt genom fotosyntes.

fotosyntes är processen att skapa socker och syre från koldioxid, vatten och solljus. Det händer genom en lång rad kemiska reaktioner. Men det kan sammanfattas så här: Koldioxid, vatten och ljus går in. Glukos, vatten och syre kommer ut. (Glukos är ett enkelt socker.)

fotosyntes kan delas upp i två processer. ”Foto” – delen avser reaktioner som utlöses av ljus. ”Syntes” — tillverkningen av sockret-är en separat process som kallas Calvin-cykeln.

båda processerna sker inuti en kloroplast. Detta är en specialiserad struktur, eller organell, i en växtcell. Strukturen innehåller staplar av membran som kallas tylakoidmembran. Det är där ljusreaktionen börjar.

Låt ljuset lysa i

när ljuset träffar en växts löv lyser det på kloroplaster och in i deras tylakoidmembran. Dessa membran är fyllda med klorofyll, ett grönt pigment. Detta pigment absorberar ljusenergi. Ljus färdas som elektromagnetiska vågor. Våglängden — avståndet mellan vågor-bestämmer energinivån. Några av dessa våglängder är synliga för oss som de färger vi ser. Om en molekyl, såsom klorofyll, har rätt form, kan den absorbera energin från vissa våglängder av ljus.

klorofyll kan absorbera ljus som vi ser som blått och rött. Därför ser vi växter som gröna. Grön är våglängden växter reflekterar, inte färgen de absorberar.

medan ljus färdas som en våg kan det också vara en partikel som kallas en foton. Fotoner har ingen massa. De har dock en liten mängd ljusenergi.

när en foton av ljus från solen studsar in i ett blad, exciterar dess energi en klorofyllmolekyl. Den fotonen startar en process som delar upp en molekyl vatten. Syreatomen som delar sig från vattnet binds omedelbart med en annan, vilket skapar en syremolekyl eller O2. Den kemiska reaktionen producerar också en molekyl som kallas ATP och en annan molekyl som kallas NADPH. Båda dessa tillåter en cell att lagra energi. ATP och NADPH kommer också att delta i syntesdelen av fotosyntesen.

Lägg märke till att ljusreaktionen inte gör något socker. Istället levererar den energi-lagrad i ATP och NADPH — som blir ansluten till Calvin-cykeln. Det är här socker tillverkas.

men ljusreaktionen producerar något vi använder: syre. Allt syre vi andas är resultatet av detta steg i fotosyntesen, utfört av växter och alger (som inte är växter) världen över.

ge mig lite socker

nästa steg tar energin från ljusreaktionen och tillämpar den på en process som kallas Calvin-cykeln. Cykeln är uppkallad efter Melvin Calvin, mannen som upptäckte den.

Calvin-cykeln kallas ibland också den mörka reaktionen eftersom inget av dess steg kräver ljus. Men det händer fortfarande under dagen. Det beror på att det behöver den energi som produceras av ljusreaktionen som kommer före den.

medan ljusreaktionen äger rum i tylakoidmembranen hamnar ATP och NADPH som den producerar i stroma. Detta är utrymmet inuti kloroplasten men utanför tylakoidmembranen.

i slutet av fotosyntesen slutar en växt med glukos (C6H12O6), syre (O2) och vatten (H2O). Glukosmolekylen går vidare till större saker. Det kan bli en del av en långkedjig molekyl, såsom cellulosa; det är kemikalien som utgör cellväggar. Växter kan också lagra energin packad i en glukosmolekyl i större stärkelsemolekyler. De kan till och med sätta glukosen i andra sockerarter — som fruktos — för att göra en växts frukt söt.

alla dessa molekyler är kolhydrater-kemikalier som innehåller kol, syre och väte. (Kolhydrater gör det lätt att komma ihåg.) Anläggningen använder bindningarna i dessa kemikalier för att lagra energi. Men vi använder dessa kemikalier också. Kolhydrater är en viktig del av maten vi äter, särskilt spannmål, potatis, frukt och grönsaker.