Wakati binadamu na wanyama hula mimea na wanyama wengine kama chakula, mimea inaweza kutengeneza chakula kwa kutumia mwanga na mchakato unaoitwa usanisinuru. Usanisinuru ni mchakato ambao mimea hutengeneza chakula kwa kutumia kaboni dioksidi, maji na mwanga wa jua.
Photosynthesis ni nini?
Photosynthesis linaweza kuwa neno kubwa, lakini linaweza kugawanywa katika maneno mawili madogo: "picha" na "muungano." Picha ina maana ya mwanga na awali ina maana ya kuweka pamoja. Ingawa mchakato unaweza kuwa mgumu, unaweza kuandikwa kwa mlinganyo wa maneno ufuatao:
Jinsi Usanisinuru Hufanyika
Photosynthesis hutokea kwenye majani ya mimea ambapo kloroplast huishi kwenye seli. Kuna hatua mbili za photosynthesis. Hatua ya kwanza inahitaji mwanga na hatua ya pili haina. Kabla ya kuelewa mchakato wa usanisinuru, inabidi uelewe zaidi kuhusu kloroplasti.
Chloroplast
Kama binadamu, mimea ina maelfu ya seli. Tofauti na seli za wanyama, mimea ina muundo maalum unaoitwa kloroplast ambapo usanisinuru hutokea.
Chloroplast ni matone madogo yenye umbo la mviringo yanayopatikana ndani ya seli za mimea. Wakati mwingine seli za mimea huwa na kloroplast chache tu huku zingine zikichukua nafasi nzima ndani ya seli. Chloroplasts ina tabaka nyingi. Safu ya nje ni laini huku ndani ya kloroplast ina vipande kadhaa muhimu.
Ndani ya chloroplast kuna mkusanyiko wa magunia yaliyojaa klorofili iitwayo thylakoids ambayo huelea katika umajimaji unaoitwa stroma. Thylakoids inaonekana kama safu ya pancakes. Chlorophyll huipa mimea rangi ya kijani kibichi na husaidia mimea kunyonya nishati kutoka kwa mwanga wa jua.
Hatua ya Kwanza: Miitikio Nyepesi tegemezi
Hatua ya kwanza ya usanisinuru inaitwa hatua ya kutegemea mwanga. Hatua hii hutokea katika thylakoidi za kloroplast na inaweza kutokea tu wakati mwanga wa jua unapatikana.
- Mwanga wa jua hupiga klorofili kwenye kloroplast na kuchangamsha elektroni.
- Elektroni zenye msisimko hujitenga na klorofili.
- Kwa kuwa elektroni moja imetoka kwenye klorofili, lazima ibadilishwe. Molekuli ya maji imegawanywa kuwa oksijeni (O2) na ioni ya hidrojeni (H+) katika thylakoidi.
- Elektroni zisizolipishwa hupitia mmenyuko wa kemikali ili kuunda ATP na NADPH, ambazo zote ni molekuli za nishati zinazohitajika kwa hatua ya pili ya usanisinuru.
Hatua ya Pili: Mzunguko wa Calvin
Hatua ya pili ya usanisinuru, iitwayo Mzunguko wa Calvin, hutokea kwenye stroma ya kloroplast. Mwangaza wa jua hauhitajiki kwa Mzunguko wa Calvin. Dioksidi kaboni na nishati kutoka kwa ATP na NADPH huunda glukosi. Glukosi ni sukari rahisi ambayo mimea huihifadhi kama nishati na inaweza kubadilishwa kuwa vipengele vingine kama vile wanga na selulosi ambayo ni muhimu kwa muundo wa seli.
- Carbon dioxide kutoka angani hufyonzwa kupitia mashimo kwenye majani ya mmea.
- Molekuli ya kaboni dioksidi hufungamana na sukari rahisi iitwayo RuBP.
- Kupitia mmenyuko wa kemikali wa hatua nne, kaboni dioksidi na molekuli ya RuBP huchanganyika na ATP na NADPH kutoka hatua ya kwanza ili kuunda molekuli ya glukosi.
Video ifuatayo inaonyesha mchakato kuanzia mwanzo hadi mwisho:
Photosynthesis Ni Muhimu
Photosynthesis ndio uti wa mgongo wa maisha Duniani. Mwanadamu hawezi kuishi bila oksijeni. Mimea ya oksijeni inayozalisha wakati wa photosynthesis hutolewa kwenye hewa ambayo watu hupumua kila siku. Watu wanapopumua oksijeni, hutoa kaboni dioksidi. Mimea hutumia dioksidi kaboni katika mchakato wa photosynthesis. Kwa hivyo, mimea inawajibika kusawazisha viwango vya oksijeni na kaboni dioksidi hewani. Kwa kuongeza, mimea mingine huhifadhi glucose inayozalishwa wakati wa photosynthesis katika matunda na mizizi. Baadhi ya matunda na mizizi hii ni tufaha, karoti, jordgubbar na vyakula vingine vitamu ambavyo watu hufurahia kula.
