Lebende Organismen unterliegen ständig chemischen Reaktionen, die zu Energieveränderungen in ihrem Körper führen. Alle diese Reaktionen und Veränderungen werden als Stoffwechsel bezeichnet. Der Stoffwechsel besteht im Wesentlichen aus zwei Prozessen, der Synthese oder dem Aufbau komplexer Körpersubstanzen aus einfacheren Bestandteilen und Energie und dem Abbau bzw. Abbau dieser komplexen Substanzen und Energie. Der erste Prozess ist als Anabolismus und der zweite als Katabolismus bekannt.
Eines der Hauptmerkmale lebender Organismen ist die Fähigkeit, sich zu ernähren. Dies wird als Ernährung bezeichnet. Ernährung ist daher der Prozess der Gewinnung von Energie und Materialien für den Zellstoffwechsel, einschließlich der Wartung und Reparatur von Zellen und Wachstum. In lebenden Organismen ist die Ernährung eine komplexe Reihe sowohl anaboler als auch katabolischer Prozesse, durch die in den Körper aufgenommene Nahrungsmaterialien in komplexe Körpersubstanzen (hauptsächlich für das Wachstum) und Energie (für die Arbeit) umgewandelt werden. Bei Tieren liegen die aufgenommenen Nahrungsstoffe in der Regel in Form komplexer, unlöslicher Verbindungen vor. Diese werden in einfachere Verbindungen zerlegt, die in die Zellen aufgenommen werden können. In Pflanzen werden komplexe Nahrungsstoffe zunächst von den Pflanzenzellen synthetisiert und dann an alle Teile des Pflanzenkörpers verteilt. Hier werden sie in einfachere, lösliche Formen umgewandelt, die in das Protoplasma jeder Zelle aufgenommen werden können. Die für die Synthese dieser komplexen Nahrungsstoffe notwendigen Rohstoffe werden aus Luft und Boden in der Umgebung der Pflanze gewonnen.
Alle lebenden Organismen, die weder durch Photosynthese noch durch Chemosynthese ihre eigene Energieversorgung sicherstellen können, werden als Heterostrophe oder heterostrophische Organismen bezeichnet. Hetero strophisch bedeutet, sich von anderen zu ernähren. Alle Tiere sind Heterostrophen. Andere Organismen wie viele Bakterienarten, einige Blütenpflanzen und alle Pilze nutzen diese Ernährungsmethode. Die Nahrungsaufnahme der Heterostrophen ist sehr unterschiedlich. Die Art und Weise, wie die Nahrung im Körper zu einer verwertbaren Form verarbeitet wird, ist jedoch bei den meisten sehr ähnlich. Aber alle grünen Pflanzen besitzen die Fähigkeit, Kohlenhydrate aus bestimmten Rohstoffen herzustellen, die aus der Luft und dem Boden gewonnen werden. Diese Fähigkeit ist nicht nur für die Pflanzen selbst wichtig, sondern auch für Tiere, einschließlich des Menschen, die direkt oder indirekt von Pflanzen als Nahrung abhängig sind.
Photosynthese ist der Prozess, bei dem Pflanzen ihre Nahrung durch die Nutzung von Sonnenenergie und verfügbaren Rohstoffen herstellen. Es ist die Herstellung von Kohlenhydraten in Pflanzen. Es findet nur in den Chlorophyll- (dh grünen) Zellen von Blättern und Stängeln statt. Diese grünen Zellen enthalten Chloroplasten, die für die Synthese von Nahrung unerlässlich sind. Alle für die Photosynthese benötigten Rohstoffe, nämlich Wasser und Mineralsalze aus dem Boden sowie Kohlendioxid aus der Atmosphäre, müssen daher zu den in den Blättern am häufigsten vorkommenden Chlorophyllzellen transportiert werden.
Die winzigen Poren oder Stomata, die normalerweise in größerer Zahl auf der Unterseite der meisten Blätter vorkommen, lassen Gase aus der Atmosphäre in das Gewebe im Inneren gelangen. Ein Stoma ist eine ovale Epidermiszelle, die als Schutzzellen bekannt ist. Jedes Stoma ist eigentlich die Öffnung einer Substomata-Luftkammer. Dies ist ein großer interzellulärer Luftraum, der an das Stoma angrenzt. Es ist kontinuierlich mit anderen interzellulären Lufträumen, die sich im Inneren des Blattes befinden. Die Größe jeder Stomatapore hängt von der Krümmung der Schutzzellen ab, die sie flankieren. Wenn die Schutzzellen mit Wasser gefüllt sind, werden sie geschwollen oder geschwollen, und infolgedessen öffnet sich die Pore. Bei niedrigem Wasserstand werden sie jedoch weich bzw. schlaff und kollabieren, wodurch sich die Poren schließen. Wenn das Stoma offen ist, tritt Luft in die Substomata-Kammer ein und diffundiert durch die interzelluläre Luft, die sich im Wasser auflöst, das die Zellen umgibt. Diese Kohlendioxidlösung diffundiert dann in die Zellen des Blattes, insbesondere in die Palisadenzellen. Hier wird es von den Chloroplasten für die Photosynthese genutzt.
Wasser, das gelöste Mineralsalze wie Phosphate, Chloride und Bikarbonate von Natrium, Kalium, Kalzium, Eisen und Magnesium enthält, wird von den Wurzeln aus dem Boden aufgenommen. Dieses Bodenwasser gelangt durch einen als Osmose bezeichneten Prozess in die Wurzelhaare, die Bewegung von Wassermolekülen aus einem Bereich mit geringerer Konzentration in einen Bereich mit höherer Konzentration durch eine halbdurchlässige Membran. Es wird dann durch das Xylemgewebe von den Wurzeln nach oben durch den Stängel zu den Blättern geleitet. Es wird über die Vene und ihre Verzweigungen zu allen Zellen transportiert.
Die Chloroplasten enthalten das grüne Pigment (Chlorophyll), das den Pflanzen ihre Farbe verleiht und in der Lage ist, Lichtenergie aus dem Sonnenlicht zu absorbieren. Diese Energie wird für einen der ersten wesentlichen Schritte in der Photosynthese verwendet; nämlich die Aufspaltung des Wassermoleküls in Sauerstoff und Wasserstoff. Dieser Sauerstoff wird in die Atmosphäre freigesetzt. Die Wasserstoffkomponenten werden auch verwendet, um Kohlendioxid in einer Reihe von Enzymen und energieverbrauchenden Reaktionen zu reduzieren, um komplexe organische Verbindungen wie Zucker und Stärke zu bilden.
Während der Photosynthese werden energiereiche Verbindungen wie Kohlenhydrate aus energiearmen Verbindungen wie Kohlendioxid und Wasser in Gegenwart von Sonnenlicht und Chlorophyll synthetisiert. Da für die Photosynthese Sonnenenergie benötigt wird, kann der Prozess aufgrund des fehlenden Sonnenlichts nachts nicht ablaufen. Die Endprodukte der Photosynthese sind Kohlenhydrate und Sauerstoff. Ersteres verteilt sich auf alle Anlagenteile. Letzteres wird im Austausch gegen das aufgenommene Kohlendioxid gasförmig über die Spaltöffnungen wieder an die Atmosphäre abgegeben. Das Auftreten von Photosynthese in grünen Blättern kann durch Experimente nachgewiesen werden, die die Aufnahme von Kohlendioxid, Wasser und Energie durch das Kohlendioxid zeigen Blätter und die Produktion von Sauerstoff und Kohlenhydraten. Mit einfachen Experimenten lassen sich die Sauerstoffabgabe grüner Pflanzen, die Bildung von Kohlenhydraten (nämlich Stärke) in Blättern und der Bedarf an Kohlendioxid, Sonnenlicht und Chlorophyll für die Stärkebildung grüner Blätter demonstrieren.
Bei Versuchen in der Physiologie werden biologische Materialien wie Pflanzen und Tiere oder Teile von Pflanzen und Tieren unter ungewöhnlichen Bedingungen, z. B. in Gefäßen, Käfigen oder Kisten, platziert. Wenn ein Experiment durchgeführt wird, um die Effekte zu zeigen, die durch das Fehlen von Kohlendioxid während des Photosyntheseprozesses erzeugt werden, dann kann argumentiert werden, dass das Ergebnis eines solchen Experiments teilweise darauf zurückzuführen ist, dass das biologische Material unnatürlichen experimentellen Bedingungen ausgesetzt wurde , daher notwendig, um zwei fast identische Experimente einzurichten; das eine wird unter normalen Bedingungen (das Kontrollexperiment) platziert, wo alle für die Photosynthese notwendigen Faktoren vorhanden sind, während das andere (das Testexperiment) unter einer Bedingung platziert wird, wo ein einzelner Faktor eliminiert oder variiert wird, während alle anderen Faktoren vorhanden sind. Dies gibt dem Experimentator die Gewissheit, dass das Ergebnis, das sein Testexperiment zeigt, auf den eliminierten oder variierten Faktor und nicht auf den experimentellen Aufbau zurückzuführen ist. Somit dient das Kontrollexperiment als Richtlinie, um sicherzustellen, dass die durch das Testexperiment erhaltene Schlussfolgerung kein Trugschluss ist.
Nach einigen geeigneten Experimenten zeigen Beobachtungen deutlich, dass Sauerstoff nur dann freigesetzt wird, wenn Photosynthese stattfindet, dh während des Tages. Ohne Sonnenlicht kann keine Stärke gebildet werden, obwohl alle anderen essentiellen Faktoren wie Wasser, Kohlendioxid und Chlorophyt vorhanden sein können.
Photosynthese, der Grundbestandteil der Ernährung, die Einheit des gesunden Lebens, spielte und spielt eine wesentliche Rolle für lebende Organismen. Die komplexen Zellstrukturen von Pflanzen werden aus dem Primärprodukt der Photosynthese aufgebaut, nämlich einem einfachen Kohlenhydrat wie Glukose. An dieser Stelle muss klar sein, dass, obwohl viel Wert auf die Photosynthese gelegt wurde, der Prozess der Proteinsynthese genauso wichtig ist wie der erstere. Während der Proteinsynthese verbinden sich stickstoffhaltige Verbindungen, die von Pflanzen absorbiert werden, und in bestimmten Fällen Phosphor und andere Elemente, mit Glukose, um die verschiedenen Pflanzenproteine zu bilden.
Glucose trägt nicht nur zur Synthese von Pflanzenproteinen bei, sondern ist auch deshalb wichtig, weil sie nach einer Reihe chemischer Reaktionen in Fette und Öle umgewandelt werden kann. Es ist auch das Hauptprodukt, aus dem andere organische Verbindungen gebildet werden.
Die Bedeutung der Photosynthese in allen Lebensmittelkreisläufen kann nicht genug betont werden. Tiere sind nicht in der Lage, die Energie der Sonne zu nutzen, um energiereiche Verbindungen aus einfachen, leicht verfügbaren Substanzen wie Wasser und Kohlendioxid zu synthetisieren, die in der Atmosphäre um uns herum vorkommen, sondern die ultravioletten Strahlen der Sonne verursachen einige davon im lebenden Körper. Das Melanin und Keratin beeinflusst die Farbe und Festigkeit der Tierhaut und einige innere Schäden. Von den Strahlen, Daher ist es ein Glück, dass Pflanzen die Fähigkeit haben, die Energie des Sonnenlichts zu nutzen, um energiereiche Verbindungen zu synthetisieren und zu speichern, von denen letztendlich alle Formen des tierischen Lebens abhängig sind.
Für sein Überleben ernährt sich der Mensch nicht nur von pflanzlichen Produkten wie Obst, Gemüse und Getreide, sondern auch von Tieren wie Rindern und Fischen. Rinder und andere pflanzenfressende Tiere sind für ihre Existenz vollständig auf das Pflanzenleben angewiesen. Während bestimmte Fische pflanzenfressend sind, ernähren sich andere gemischt und eine große Anzahl ist vollständig fleischfressend. Fleischfressende Tiere sind für ihren Lebensunterhalt indirekt von Pflanzen abhängig. Ihre unmittelbare Nahrung besteht aus kleineren Tieren, die sich selbst, wenn nicht ganz, so doch teilweise, von Pflanzen ernähren müssen. Die Photosynthese ist der erste Schritt in allen Nahrungskreisläufen.
Bei der Photosynthese wird der Atmosphäre Kohlendioxid entzogen und Sauerstoff zugeführt. Gäbe es diesen Reinigungsprozess in der Natur nicht, würde die Atmosphäre bald mit Kohlendioxid gesättigt sein, das bei der Atmung von Tieren und Pflanzen und beim Abbau organischer Stoffe freigesetzt wird, so dass alles Leben allmählich zum Erliegen käme. Ohne Photosynthese keine Ernährung. Und wenn es keine Nahrung gibt, wird kein Lebewesen existieren. Und wenn es keine Lebewesen auf der Erde gibt, wird die Erde immer noch ohne Form und völlig leer sein. Es wird für Lebewesen keine Arbeit mehr geben, wenn die Photosynthese nicht umworben wird. Ich frage mich, was das Schicksal der Lebewesen heute oder irgendwann sein wird, wenn die Photosynthese zum Erliegen kommt.