Chloroplasten zijn de originele "groene" transformatoren voor zonne-energie. Deze kleine organellen, alleen te vinden in de cellen van planten en algen, gebruiken energie uit de zon om kooldioxide en water om te zetten in glucose en zuurstof. Dan Jenk, wetenschapsjournalist voor het Biodesign Institute aan de Arizona State University, beschrijft het proces als volgt: "... planten benaderen het toppunt van gierigheid door bijna elk foton van beschikbare lichtenergie te vangen om voedsel te produceren."

Chemische potentiële energie

Energie die wordt opgeslagen binnen een moleculaire binding wordt "chemische potentiële energie" genoemd. Wanneer een chemische binding wordt verbroken, zoals wanneer een zetmeelmolecuul wordt gegeten en vervolgens wordt afgebroken in het spijsverteringsstelsel van een dier, energie is vrijgegeven. Alle organismen hebben energie nodig om te overleven.

Fotosynthese

Fotosynthese zet lichtenergie om in chemische energie die wordt opgeslagen in de moleculaire bindingen van glucose. Dit proces vindt plaats in chloroplasten. Een plant gebruikt de glucosemoleculen om koolhydraten te maken - zetmeel en cellulose - en andere voedingsstoffen die het nodig heeft om te groeien en zich te vermenigvuldigen. Fotosynthese maakt het dus mogelijk om lichtenergie om te zetten in een vorm van energie die voor voedsel kan worden gebruikt, zowel door de plant als door de dieren die de plant eten.

Fotosynthese kan worden voorgesteld door de volgende vereenvoudigde vergelijking: 6 CO2 (kooldioxide) + 6 H2O (water) → C6H12O6 (glucose) + 6 O2 (zuurstof)

Lichtafhankelijke reacties

Fotosynthese vindt plaats in twee stappen - één lichtafhankelijk en één lichtonafhankelijk.

De lichtreacties van fotosynthese beginnen wanneer licht van de zon een chloroplast raakt. Chlorofyl, het groene pigment in een chloroplast, absorbeert deeltjes van lichtenergie die fotonen worden genoemd. Een geabsorbeerd foton initieert een opeenvolging van chemische reacties die twee soorten hoogenergetische verbindingen creëren, ATP (adenosinetrifosfaat) en NADPH (nicotinamide adenine dinucleotide fosfaat).

Naast lichtenergie vereisen de lichtreacties ook water . Tijdens de fotosynthese worden watermoleculen gesplitst in waterstofionen en zuurstof. De waterstof wordt verbruikt door de reactie en overgebleven zuurstofatomen worden vrijgegeven uit de chloroplast als zuurstofgas (O2).

Lichtonafhankelijke reacties

Het lichtonafhankelijke deel van de fotosynthese is ook bekend zoals de Calvin-cyclus. Met behulp van de moleculen geproduceerd in de lichtafhankelijke reacties - ATP voor energie en NADPH voor elektronen - gebruikt de Calvin-cyclus een cyclische reeks van biochemische reacties om zes moleculen koolstofdioxide om te zetten in een molecuul glucose.

Groene Energie

De grondstoffen voor fotosynthese komen van nature voor in de omgeving. Planten absorberen koolstofdioxide uit de lucht, water uit de grond en licht van de zon en zetten ze om in zuurstof en koolhydraten. Dit maakt chloroplasten 's werelds meest efficiënte consumenten en producenten van schone, hernieuwbare energie.