Stoffen en energie

Mensen en dieren hebben zuurstof, voedingsstoffen en energie nodig om in leven te blijven. Zuurstof haal je uit de lucht die je inademt. Je voedsel levert de voedingsstoffen: stoffen die nodig zijn voor groei en ontwikkeling van je lichaam. Ook je energie haal je uit het voedsel dat je eet of drinkt. Vrijwel al je voedsel komt van planten of dieren.
Mensen en dieren eten andere organismen of delen van andere organismen. Planten voeden zich niet met andere organismen. Zij maken zelf de stoffen waaruit ze bestaan.

Glucose

Een belangrijke stof voor planten is glucose. Glucose bevat veel energie. Het is een soort suiker. Van glucose maakt een plant allerlei andere energierijke stoffen, onder andere de stoffen waaruit de plant bestaat. Zo kan de plant groeien en nieuwe delen maken, zoals bladeren, stengels, vruchten en zaden.
De glucose die een plant nodig heeft, maakt hij zelf. Daarvoor zijn drie dingen nodig: water, koolstofdioxide en energie (licht). De plant haalt water uit de bodem met zijn wortels. Door kleine openingen in de bladeren haalt een plant koolstofdioxide uit de lucht. Koolstofdioxide is een gas, net als zuurstof. Om glucose te kunnen maken, heeft de plant ook energie nodig. Die energie haalt hij uit licht, bijvoorbeeld van de zon.

Fotosynthese

Het proces waarbij een plant glucose maakt met behulp van energie uit licht, heet fotosynthese. Fotosynthese vindt plaats in alle groene delen van een plant, vooral in de bladeren. Bij fotosynthese ontstaat niet alleen glucose, maar ook zuurstof. Via dezelfde kleine openingen in de bladeren geeft de plant de zuurstof af aan de lucht.
Je kunt de fotosynthese zo samenvatten (zie ook afbeelding 1):

water + koolstofdioxide + energie uit licht → glucose + zuurstof

Het belang van fotosynthese

Mensen en dieren eten planten. Ook voor mensen en dieren is fotosynthese dus erg belangrijk. Vrijwel alles wat mensen eten, komt uiteindelijk van planten. Een stuk vlees bijvoorbeeld kan van een koe komen, maar die koe heeft gras gegeten. Een ei komt van een kip, maar die kip heeft maïs gegeten (zie afbeelding 2).

Zuurstof dankzij fotosynthese

Door fotosynthese ontstaat er steeds nieuw voedsel op aarde. Ook ontstaat er steeds nieuwe zuurstof. Mensen en dieren halen zuurstof uit de lucht als ze ademhalen. Doordat bij de fotosynthese zuurstof ontstaat, blijft er steeds voldoende zuurstof in de lucht aanwezig. Zonder fotosynthese zou de zuurstof in de lucht langzaam opraken.

Autotroof en heterotroof

Glucose dient als grondstof voor het maken van alle stoffen waaruit een plant bestaat. Om die stoffen te kunnen maken nemen planten mineralen op uit de bodem. Planten voeden zich dus niet met andere organismen. De stoffen die ze nodig hebben om te leven halen ze uit de levenloze natuur. Als een organisme geen andere organismen als voedsel nodig heeft, noem je dat organisme autotroof (autos = zelf, trophein = voeden).

Organismen zonder bladgroen kunnen zich niet in leven houden met alleen stoffen uit de levenloze natuur. Stoffen uit de levenloze natuur bevatten weinig energie. Organismen zonder bladgroen kunnen uit deze energiearme stoffen zelf geen energierijke stoffen maken. Ze moeten dus energierijke stoffen binnenkrijgen met hun voedsel. Daartoe moeten ze (delen van) andere organismen eten.
Dieren, schimmels en de meeste bacteriën hebben geen bladgroen. Deze organismen voeden zich met andere organismen. Je noemt deze organismen heterotroof (heteros = ander, trophein = voeden

Energiestroom

De plaats van een organisme in een voedselketen noem je het trofische niveau. Producenten zijn autotroof en vormen het eerste trofische niveau, consumenten van de eerste orde het tweede trofische niveau, consumenten van de tweede orde het derde trofische niveau, enzovoort. In elk trofisch niveau neemt de biomassa af. Dit komt doordat de energie in het voedsel op verschillende manieren wordt gebruikt.

In ecosystemen wordt energie van het ene trofische niveau doorgegeven aan het volgende trofische niveau. Er is sprake van een energiestroom (zie afbeelding 1). Planten leggen energie uit (zon)licht vast in glucose door middel van fotosynthese. Bij de verbranding van glucose komt de energie weer vrij. Daarom noem je glucose een energierijke stof.
In planten ontstaan uit glucose andere stoffen. Omdat de energie uit de glucose nu in deze andere stoffen zit, zijn dit ook energierijke stoffen. Voorbeelden van zulke stoffen zijn DNA, eiwitten, koolhydraten en vetten. Het zijn de bouwstoffen waaruit organismen bestaan.