Fotosintezė yra vienintelis procesas biosferoje, dėl kurio dėl išorinio šaltinio padidėja jos laisvoji energija. Fotosintezės produktuose sukaupta energija yra pagrindinis žmonijos energijos šaltinis.
Kasmet dėl fotosintezės Žemėje susidaro 150 milijardų tonų organinių medžiagų ir išsiskiria apie 200 milijonų tonų laisvo deguonies.
Deguonies, anglies ir kitų fotosintezėje dalyvaujančių elementų ciklas palaiko dabartinę atmosferos sudėtį, reikalingą gyvybei Žemėje. Fotosintezė neleidžia didėti CO2 koncentracijai, užkertant kelią Žemės perkaitimui dėl vadinamojo „šiltnamio efekto“.
Kadangi žalieji augalai yra tiesioginė arba netiesioginė visų kitų heterotrofinių organizmų maisto bazė, fotosintezė patenkina visų mūsų planetos gyvų būtybių maisto poreikius. Jis yra svarbiausias žemės ir miškų ūkio pagrindas. Nors galimybės daryti įtaką dar nėra didelės, tačiau kažkiek jomis vis dar naudojamasi. Padidėjus anglies dioksido koncentracijai ore iki 0,1% (palyginti su 0,3% natūralioje atmosferoje), buvo galima, pavyzdžiui, tris kartus padidinti agurkų ir pomidorų derlių.
Kvadratinis metras lapų paviršiaus per vieną valandą pagamina apie vieną gramą cukraus; tai reiškia, kad visi augalai, apytiksliais skaičiavimais, per metus iš atmosferos pašalina nuo 100 iki 200 milijardų tonų C. Apie 60 % šio kiekio sugeria miškai, užimantys 30 % neužšąlančios žemės paviršiaus, 32 % – dirbama žemė, o likusius 8 % – stepių ir dykumų augalai, taip pat miestai ir miesteliai.
Žalias augalas gali ne tik panaudoti anglies dioksidą ir gaminti cukrų, bet ir azoto junginius bei sieros junginius paversti medžiagomis, kurios sudaro jo kūną. Per šaknų sistemą augalas gauna dirvožemio vandenyje ištirpusius nitratų jonus ir savo ląstelėse juos perdirba į aminorūgštis – pagrindinius visų baltymų junginių komponentus. Riebalų komponentai taip pat atsiranda iš junginių, susidarančių medžiagų apykaitos ir energijos procesuose. Riebalai ir aliejai susidaro iš riebalų rūgščių ir glicerino, kurie augalui daugiausia tarnauja kaip saugojimo medžiagos. Sėklose yra apie 80% visų augalų, kurie yra turtinga energijos kaupimo medžiaga. Sėklų, riebalų ir aliejaus gamyba atlieka svarbų vaidmenį žemės ūkio ir maisto pramonėje.
Primityviausią fotosintezės tipą vykdo halobakterijos, gyvenančios aplinkoje, kurioje yra didelis (iki 30%) natrio chlorido kiekis. Paprasčiausi organizmai, galintys fotosintezuoti, taip pat yra purpurinės ir žaliosios sieros bakterijos, taip pat ne sieros violetinės bakterijos. Šių organizmų fotosintezės aparatas daug paprastesnis (tik viena fotosistema) nei augalų; be to, jie neišskiria deguonies, nes sieros junginiai naudojami kaip elektronų, o ne vandens, šaltinis. Šio tipo fotosintezė vadinama bakterine. Tačiau cianobakterijos (prokariotai, galintys fotoskaidyti vandenį ir išskirti deguonį) turi sudėtingesnę fotosintezės aparato struktūrą – dvi konjuguotas fotosistemas. Augaluose fotosintezės reakcijos vyksta specializuotoje ląstelės organelėje – chloroplaste.
Visi augalai (nuo dumblių ir samanų iki šiuolaikinių gimnasėklių ir gaubtasėklių) turi bendrą struktūrinę ir funkcinę fotosintezės aparato struktūrą. Chloroplastai, kaip ir kiti plastidai, randami tik augalų ląstelėse. Jų išorinė membrana yra lygi, o vidinė membrana sudaro daugybę raukšlių. Tarp jų yra susietų burbuliukų, vadinamų grūdeliais, krūvos. Juose yra chlorofilo grūdelių – žalio pigmento, kuris vaidina svarbų vaidmenį fotosintezės procese. ATP susidaro chloroplastuose, taip pat vyksta baltymų sintezė. Fotosintetiniai pigmentai:
Pagrindiniai pigmentai, kurie fotosintezės procese sugeria šviesos kvantus, yra chlorofilai, Mg-porfirino pobūdžio pigmentai. Buvo rasta keletas chlorofilo formų, kurios skiriasi chemine struktūra. Įvairių chlorofilų formų sugerties spektras apima matomas, artimas ultravioletines ir artimąsias infraraudonąsias spektro sritis (aukštesniuose augaluose nuo 350 iki 700 nm, o bakterijose – nuo 350 iki 900 nm). Chlorofilas yra pagrindinis pigmentas ir būdingas visiems organizmams, vykdantiems deguonies, t.y. su deguonies išsiskyrimu, fotosintezę. Be chlorofilo, žaliųjų ir eugleninių dumblių, samanose ir kraujagysliniuose augaluose yra chlorofilo b, kurio kiekis sudaro 1/4-1/5 chlorofilo a kiekio. Tai papildomas pigmentas, praplečiantis šviesos sugerties spektrą. Kai kuriose dumblių grupėse, daugiausia rudųjų ir diatominėse, chlorofilas c yra papildomas pigmentas, o chlorofilas d – raudonuosiuose dumbliuose. Violetinėse bakterijose yra bakteriochlorofilo a ir b, o žaliosiose sieros bakterijose yra bakteriochlorofilo c ir d kartu su bakteriochlorofilu a. Kiti lydintys pigmentai taip pat dalyvauja sugeriant šviesos energiją – karotenoidai (poliizoprenoidinio pobūdžio pigmentai) fotosintetiniuose eukariotuose ir fikobilinai (atviros tetrapirolio struktūros pigmentai) melsvadumbliuose ir raudondumbliuose. Halobakterijų plazmos membranose buvo rastas vienas pigmentas – sudėtingas baltymas, vadinamas bakteriorodopsinu, savo chemine struktūra panašus į rodopsiną – tinklainės regimąjį pigmentą.
Ląstelėje chlorofilo molekulės yra įvairios agreguotos (surištos) būsenos ir sudaro pigmento-lipoproteinų kompleksus, o kartu su kitais pigmentais, dalyvaujančiais šviesos kvantų sugėrime ir energijos perdavimu, yra prisijungę prie fotosintetinių (tilakoidų) membranų baltymų, sudarydami vadinamieji šviesos derliaus nuėmimo chlorofilo baltymų kompleksai. Didėjant agregacijos laipsniui ir molekulių pakavimo tankiui, pigmentų sugerties maksimumas pasislenka į ilgosios bangos ilgio spektro sritį. Pagrindinis vaidmuo sugeriant šviesos energiją tenka trumpųjų bangų formoms, dalyvaujančioms energijos migracijos procesuose. Daugelio spektriniu požiūriu panašių pigmentų formų buvimas ląstelėje užtikrina aukštą energijos migracijos efektyvumo laipsnį į reakcijos fotocheminius centrus, kuriuose yra ilgiausio bangos ilgio pigmentų formos, kurios atlieka vadinamųjų energijos gaudyklių vaidmenį.
Fotosintezės procesas susideda iš dviejų nuoseklių ir tarpusavyje susijusių etapų: šviesos (fotocheminė) ir tamsiosios (metabolinės).
Šviesos fotosintezės fazės metu vyksta trys procesai:
- 1. Deguonies susidarymas dėl vandens irimo. Jis išleidžiamas į atmosferą.
- 2. ATP sintezė.
- 3. Vandenilio atomų, dalyvaujančių angliavandenių susidaryme, susidarymas.
Tamsiojoje fotosintezės fazėje vyksta šie procesai:
- 1. Anglies dioksido konversija.
- 2. Gliukozės susidarymas.
Fotosintezė remiasi redokso procesu, kurio metu susidaro deguonis (O2), taip pat monosacharidai (gliukozė ir kt.), kuriuos augalas paverčia krakmolu ir kaupia. Fotosintezės procese sintetinami ir kitų organinių junginių monomerai – riebalų rūgštys, glicerolis, aminorūgštys. Fotosintezės vertė:
- 1. Laisvos saulės energijos asimiliacija ir transformacija susidarant organinėms medžiagoms, kurios yra maistas heterotrofiniams organizmams.
- 2. Laisvo deguonies išleidimas į atmosferą, kuris būtinas visų gyvų organizmų kvėpavimui.
- 3. Anglies dioksido pasisavinimas iš atmosferos oro, kuris neigiamai veikia gyvus organizmus.
- 4. Visų sausumos organizmų aprūpinimas chemine energija, paversta iš saulės šviesos energijos.
Žalieji augalai atlieka kosminį vaidmenį, tarpininkaujant gyvybei Žemėje ir Saulėje. Augalai fiksuoja saulės spindulių energiją, dėl kurios mūsų planetoje egzistuoja visa gyvybė. Fotosintezės procesas, atliktas grandioziniu, kosminiu mastu, radikaliai pakeitė mūsų planetos veidą. Dėl fotosintezės saulės energija nėra visiškai išsklaidoma erdvėje, o kaupiama organinių medžiagų cheminės energijos pavidalu. Dėl žalių augalų gebėjimo fotosintezės metu išskirti ore esantį deguonį, išlaikomas pastovus deguonies procentas. Be žaliųjų augalų, gamtoje nėra jokio kito laisvo deguonies šaltinio. Visuose fotosintetiniuose organizmuose šviesos fotosintezės stadijos fotocheminiai procesai vyksta specialiose energiją konvertuojančiose membranose, vadinamose tilakoidais, ir yra organizuojamos į vadinamąją elektronų pernešimo grandinę. Tamsios fotosintezės reakcijos vyksta už tilaoidinių membranų ribų (prokariotų citoplazmoje ir augalų chloroplastų stromoje). Taigi šviesioji ir tamsioji fotosintezės stadijos yra atskirtos erdvėje ir laike.
Fotosintezės svarba gamtoje... Atkreipkime dėmesį į fotosintezės pasekmes, kurios yra svarbios gyvybės Žemėje egzistavimui ir žmogui: saulės energijos „išsaugojimas“; laisvo deguonies susidarymas; įvairių organinių junginių susidarymas; anglies dioksido ištraukimas iš atmosferos.
Saulės spindulys – „prabėgantis mūsų planetos svečias“ (VL Komarovas) – kai kuriuos darbus atlieka tik kritimo momentu, vėliau išsisklaido be pėdsakų ir yra nenaudingas gyvoms būtybėms. Tačiau dalį saulės spindulio, krentančio ant žalio augalo, energijos sugeria chlorofilas ir panaudoja fotosintezės procese. Šiuo atveju šviesos energija paverčiama potencialia chemine organinių medžiagų – fotosintezės produktų – energija. Ši energijos forma yra stabili ir santykinai nejudanti. Jis išlieka iki organinių junginių suirimo, tai yra neribotą laiką. Visiškai oksiduojant vieną gramą gliukozės išsiskiria tiek pat energijos, kiek sugerta jos susidarymo metu – 690 kcal. Taigi žalieji augalai, fotosintezės procese naudodami saulės energiją, saugo ją „naudojimui ateityje“. Šio reiškinio esmę gerai atskleidžia perkeltinė K.A. Timirjazevas, augalus pavadinęs „konservuotais saulės spinduliais“.
Organinės medžiagos tam tikromis sąlygomis išsilaiko labai ilgai, kartais daug milijonų metų. Jų oksidacijos metu išsiskiria ir gali būti panaudota saulės spindulių energija, kuri tais tolimais laikais krito į Žemę. Šiluminė energija, išsiskirianti deginant naftą, anglis, durpes, medieną – visa tai yra saulės energija, kurią pasisavina ir transformuoja žali augalai.
Energijos šaltinis gyvūno organizme yra maistas, kuriame yra ir „konservuotos“ Saulės energijos. Gyvybė Žemėje yra tik iš Saulės. O augalai - „tai kanalai, kuriais Saulės energija teka į organinį Žemės pasaulį“ (K. A. Timiryazev).
Išskirtinis rusų mokslininkas K.A. Timirjazevas (1843-1920). Jis pirmasis parodė, kad energijos tvermės dėsnis galioja ir organiniame pasaulyje. Tais laikais šis teiginys turėjo didelę filosofinę ir praktinę reikšmę. Timiriazevui priklauso geriausias populiarus žaliųjų augalų kosminio vaidmens klausimo pristatymas pasaulio literatūroje.
Vienas iš fotosintezės produktų yra laisvasis deguonis, būtinas beveik visų gyvų būtybių kvėpavimui.Gamtoje pasitaiko ir anoksinio (anaerobinio) kvėpavimo tipo, tačiau daug mažiau produktyvus: naudojant vienodus kvėpavimo medžiagų kiekius, laisvos energijos gaunama kelis kartus mažiau, nes organinės medžiagos nėra visiškai oksiduotos. Todėl akivaizdu, kad deguonies (aerobinis) kvėpavimas užtikrina aukštesnį gyvenimo lygį, greitą augimą, intensyvų dauginimąsi, platų rūšies išplitimą, t.y., visus tuos reiškinius, kurie apibūdina biologinę pažangą.
Daroma prielaida, kad beveik visas atmosferoje esantis deguonis yra biologinės kilmės. Ankstyvaisiais Žemės egzistavimo laikotarpiais planetos atmosfera buvo atkurta. Jį sudarė vandenilis, vandenilio sulfidas, amoniakas, metanas. Atsiradus augalams ir, atitinkamai, deguoniui bei deguonies kvėpavimui, organinis pasaulis pakilo į naują aukštesnį lygį ir jo evoliucija vyko daug sparčiau. Vadinasi, žalieji augalai turi ne tik momentinę reikšmę: išskirdami deguonį, jie palaiko gyvybę. Tam tikru mastu jie nulėmė organinio pasaulio evoliucijos pobūdį.
Svarbi fotosintezės pasekmė yra organinių junginių susidarymas. Augalai sintezuoja labai įvairių rūšių angliavandenius, baltymus, riebalus. Šios medžiagos yra žmonių ir gyvūnų maistas bei pramonės žaliavos. Iš augalų susidaro kaučiukas, gutaperča, eteriniai aliejai, dervos, taninai, alkaloidai ir kt. Augalinės žaliavos produktai yra audiniai, popierius, dažai, vaistiniai ir sprogstamosios medžiagos, dirbtinis pluoštas, statybinės medžiagos ir kt.
Fotosintezės mastai yra didžiuliai. Kasmet augalai sugeria 15,6–10 10 tonų anglies dvideginio (1/16 pasaulio atsargų) ir 220 mlrd. tonų vandens. Organinių medžiagų kiekis Žemėje yra 10 14 tonų, o augalų masė yra susijusi su gyvūnų mase 2200: 1. Šia prasme (kaip organinės medžiagos kūrėjai) svarbūs ir vandens augalai, vandenyne gyvenantys dumbliai, kurių ekologinė produkcija yra dešimtis kartų didesnė nei sausumos augalų produkcija.
Fotosintezė – gyvybiškai svarbi žaliųjų augalų veikla, vienintelė biosferoje, susijusi su saulės energijos kaupimu. Jo reikšmė yra įvairiapusis gyvybės aprūpinimas Žemėje.
Biomasės susidarymas
Gyvybės – augalai, grybai, bakterijos ir gyvūnai – susideda iš organinių medžiagų. Visa organinių medžiagų masė iš pradžių susidaro vykstant fotosintezei, kuri vyksta autotrofiniuose organizmuose – augaluose ir kai kuriose bakterijose.
Ryžiai. 1. Auto- ir heterotrofiniai organizmai.
Heterotrofiniai organizmai, maistui vartojantys augalus, tik modifikuoja organines medžiagas, nedidindami bendros planetos biomasės. Fotosintezės išskirtinumas yra tas, kad organinių medžiagų sintezės metu saulės energija kaupiama jų cheminiuose ryšiuose. Tiesą sakant, fotosintetiniai organizmai „pririša“ saulės energiją prie Žemės.
Gyvybės palaikymas
Fotosintezės metu iš anglies dioksido ir vandens nuolat susidaro organinės medžiagos, kurios yra maistas ir buveinė įvairiems gyvūnams ir žmonėms.
Visa gyvų organizmų gyvenime naudojama energija iš pradžių yra saulės energija. Fotosintezė fiksuoja šią energiją Žemėje ir perduoda ją visiems planetos gyventojams.
Fotosintezės metu sukauptą medžiagą ir energiją žmonės plačiai naudoja:
TOP-3 straipsniaikurie skaitė kartu su tuo
- iškastiniai energijos ištekliai;
- mediena;
- laukiniai augalai kaip žaliava ir estetinis išteklius;
- maisto ir techninės augalininkystės.
1 hektaras miško ar parko vasarą per 1 valandą sugeria 8 kg anglies dvideginio. Šią sumą tam pačiam laikui skiria du šimtai žmonių.
Atmosfera
Atmosferos sudėtis pasikeitė būtent dėl fotosintezės proceso. Deguonies kiekis palaipsniui didėjo, didindamas organizmų gebėjimą išgyventi. Iš pradžių deguonies formavime pirmasis vaidmuo teko žaliesiems dumbliams, o dabar – miškams.
Ryžiai. 2. О₂ kiekio atmosferoje pokyčių evoliucijos eigoje grafikas.
Viena iš deguonies kiekio atmosferoje padidėjimo pasekmių yra ozono sluoksnio, saugančio gyvus organizmus nuo žalingos saulės spinduliuotės, susidarymas.
Manoma, kad susiformavus ozono sluoksniui tapo įmanoma gyvybė sausumoje.
Fotosintezė yra pagrindinis gyvybės Žemėje šaltinis ir veiksnys.
Fotosintezės svarba dabartiniame etape įgavo naują aspektą. Fotosintezė stabdo СО₂ koncentracijos ore augimą dėl kuro deginimo transporte ir pramonėje. Tai susilpnina šiltnamio efektą. Fotosintezės intensyvumas didėja didėjant CO₂ koncentracijai iki tam tikros ribos.
Ryžiai. 3. Fotosintezės priklausomybės nuo CO₂ kiekio ore grafikas.
Ko mes išmokome?
Norint suprasti fotosintezės reikšmę gamtoje, būtina įvertinti Žemėje susidariusios biomasės mastą ir deguonies vaidmenį visų organizmų gyvybei. Fotosintezė yra viena iš jėgų, sukūrusių šiuolaikinę planetos išvaizdą ir nuolat teikiančių gyvybiškai svarbius mitybos ir kvėpavimo procesus.
Testas pagal temą
Ataskaitos vertinimas
Vidutinis reitingas: 4.7. Iš viso gautų įvertinimų: 168.
Fotosintezės procesas gyvybei Žemėje yra ne tik svarbus, bet, galima sakyti, lemiamas. Be šio proceso gyvybė Žemėje vargu ar būtų galėjusi vystytis toliau nei bakterijos. Norint įgyvendinti bet kokį procesą gamtoje, reikia energijos. Žemėje jis paimtas iš Saulės. Saulės šviesą sugauna augalai ir paverčia organinių junginių cheminių ryšių energija. Ši transformacija yra fotosintezė.
Likę organizmai Žemėje (išskyrus kai kurias bakterijas) naudoja augalų organines medžiagas, kad suteiktų energijos savo gyvenimui. Tai nereiškia, kad visi organizmai valgo augalus. Pavyzdžiui, mėsėdžiai valgo žolėdžius, o ne augalus. Tačiau žolėdžiuose sukaupta energija gaunama iš augalų.
Fotosintezė ne tik kaupia energiją ir mitybą beveik visai gyvybei Žemėje, bet ir dėl kitų priežasčių.
Fotosintezės metu išsiskiria deguonis. Deguonis yra būtinas kvėpavimo procesui. Kvėpavimo metu vyksta atvirkštinis fotosintezės procesas. Oksiduojamos, sunaikinamos organinės medžiagos ir išsiskiria energija, kurią galima panaudoti įvairiems gyvybės procesams (vaikščioti, mąstyti, augti ir kt.). Kai Žemėje dar nebuvo augalų, ore beveik nebuvo deguonies. Tais laikais gyvenę primityvūs gyvi organizmai organines medžiagas oksiduodavo kitais būdais, o ne deguonies pagalba. Tai buvo neveiksminga. Dėl deguonies kvėpavimo gyvasis pasaulis gavo galimybę plačiai ir sudėtingai vystytis. O deguonis atmosferoje atsirado dėl augalų ir fotosintezės proceso.
Stratosferoje (tai yra virš troposferos – žemiausio atmosferos sluoksnio) saulės spinduliuotės įtakoje deguonis virsta ozonu. Ozonas apsaugo gyvybę Žemėje nuo pavojingos saulės ultravioletinės spinduliuotės. Be ozono sluoksnio gyvybė negalėtų išsivystyti iš jūros į sausumą.
Fotosintezės procese anglies dioksidas absorbuojamas iš atmosferos. Kvėpuojant išsiskiria anglies dioksidas. Jei jis nebūtų absorbuojamas, jis kauptųsi atmosferoje ir kartu su kitomis dujomis padidintų vadinamąjį šiltnamio efektą. Šiltnamio efektas yra temperatūros kilimas žemutinėje atmosferoje. Tuo pačiu metu gali pradėti keistis klimatas, tirpti ledynai, kilti vandenynų lygis, dėl to gali būti užtvindytos pakrančių žemės ir kilti kitų neigiamų padarinių.
Visos organinės medžiagos apima cheminį elementą anglį. Būtent augalai ją sujungia į organines medžiagas (gliukozę), gaudami iš neorganinių medžiagų (anglies dioksido). Ir jie tai daro fotosintezės procese. Vėliau, „keliaudama“ maisto grandinėmis, anglis iš vieno organinio junginio pereina į kitą. Galiausiai, organizmams mirštant ir jiems irnt, anglis vėl virsta neorganinėmis medžiagomis.
Fotosintezė taip pat būtina žmonijai. Akmens anglys, durpės, nafta, gamtinės dujos – tai augalų ir kitų gyvų organizmų liekanos, susikaupusios per šimtus milijonų metų. Jie mums tarnauja kaip papildomos energijos šaltinis, leidžiantis civilizacijai vystytis.
Fotosintezės procesas yra vienas iš svarbiausių gamtoje vykstančių biologinių procesų, nes būtent jo dėka iš anglies dvideginio ir vandens, veikiant šviesai, susidaro organinės medžiagos ir būtent šis reiškinys vadinamas fotosinteze. Ir svarbiausia, kad fotosintezės procese vyksta išsiskyrimas, kuris yra gyvybiškai svarbus gyvybei mūsų nuostabioje planetoje.
Fotosintezės atradimo istorija
Fotosintezės reiškinio atradimo istorija siekia keturis šimtmečius, kai tolimais 1600 metais tam tikras belgų mokslininkas Janas Van Helmontas atliko paprastą eksperimentą. Jis gluosnio šakelę (anksčiau užfiksavęs pradinį svorį) įdėjo į maišą, kuriame buvo ir 80 kg žemės. Ir tada penkerius metus augalas buvo laistomas tik vandeniu. Koks buvo mokslininko netikėtumas, kai po penkerių metų augalo svoris padidėjo 60 kg, nepaisant to, kad žemės masė sumažėjo tik 50 gramų, iš kur toks įspūdingas svorio padidėjimas liko paslaptis mokslininkui.
Kitą svarbų ir įdomų eksperimentą, tapusį fotosintezės atradimo išvakarėmis, 1771 m. surengė anglų mokslininkas Josephas Priestley (smalsu, kad pagal savo profesijos prigimtį p. Priestley buvo Anglijos bažnyčios kunigas). , bet į istoriją įėjo kaip tik kaip išskirtinis mokslininkas). Ką padarė ponas Priestley? Jis padėjo pelę po gaubtu ir po penkių dienų ji mirė. Tada jis vėl pakišo kitą pelę po gaubtu, bet šį kartą kartu su pele po gaubtu buvo ir mėtos šakelė ir dėl to pelė liko gyva. Gautas rezultatas paskatino mokslininką suprasti, kad yra tam tikras procesas, priešingas kvėpavimui. Kita svarbi šio eksperimento išvada – deguonies, gyvybiškai svarbaus visoms gyvoms būtybėms, atradimas (pirmoji pelė mirė nuo jo nebuvimo, antroji išgyveno dėka mėtų šakelės, kuri fotosintezės procese sukūrė deguonį).
Taip buvo nustatyta, kad žaliosios augalų dalys gali išskirti deguonį. Tada, jau 1782 m., Šveicarijos mokslininkas Jeanas Senebier įrodė, kad anglies dioksidas skyla žaliuose augaluose veikiamas šviesos – iš tikrųjų buvo atrasta kita fotosintezės pusė. Tada, dar po 5 metų, prancūzų mokslininkas Jacques'as Busengo atrado, kad vandenį augalai pasisavina ir organinių medžiagų sintezės metu.
Paskutinis eilės mokslinių atradimų, susijusių su fotosintezės reiškiniu, akordas buvo vokiečių botaniko Juliaus Sachso atradimas, kuriam 1864 m. pavyko įrodyti, kad suvartojamo anglies dioksido ir išleisto deguonies kiekis yra 1: 1.
Fotosintezės svarba žmogaus gyvenime
Vaizdžiai tariant, bet kurio augalo lapą galima palyginti su maža laboratorija, kurios langai atsukti į saulėtą pusę. Būtent šioje laboratorijoje vyksta organinių medžiagų ir deguonies formavimasis, kuris yra organinės gyvybės Žemėje pagrindas. Iš tiesų, be deguonies ir fotosintezės gyvybės Žemėje tiesiog nebūtų.
Bet jei fotosintezė yra tokia svarbi gyvybei ir deguonies išsiskyrimui, tai kaip žmonės gyvena (ir ne tik žmonės), pavyzdžiui, dykumoje, kur yra mažiausiai žalių augalų, ar, pavyzdžiui, pramoniniame mieste. kur medžiai reti. Faktas yra tas, kad sausumos augalų dalis sudaro tik 20% į atmosferą išleidžiamo deguonies, o likusius 80% išskiria jūros ir vandenyno dumbliai, ne veltui aš kartais vadinu pasaulio vandenyną „plaučiais“. mūsų planetos“.
Fotosintezės formulė
Bendrą fotosintezės formulę galima parašyti taip:
Vanduo + anglies dioksidas + šviesa> angliavandeniai + deguonis
Bet tai yra fotosintezės cheminės reakcijos formulė
6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 6O2
Fotosintezės svarba augalams
O dabar pabandykime atsakyti į klausimą, kodėl augalams reikalinga fotosintezė. Tiesą sakant, mūsų planetos atmosferos aprūpinimas deguonimi yra toli gražu ne vienintelė fotosintezės tekėjimo priežastis, šis biologinis procesas yra gyvybiškai svarbus ne tik žmonėms ir gyvūnams, bet ir patiems augalams, nes susidaro organinės medžiagos. fotosintezės metu yra augalų gyvenimo pagrindas.
Kaip veikia fotosintezė
Pagrindinis fotosintezės variklis yra chlorofilas – specialus pigmentas, randamas augalų ląstelėse, kuris, be kita ko, yra atsakingas už žalią medžių ir kitų augalų spalvą. Chlorofilas yra sudėtingas organinis junginys, kuris taip pat turi svarbią savybę – gebėjimą sugerti saulės šviesą. Sugerdamas jį, būtent chlorofilas veikia tą mažą biocheminę laboratoriją, esančią kiekviename lapelyje, kiekvienoje žolėje ir kiekviename dumblyje. Toliau vyksta fotosintezė (žr. aukščiau pateiktą formulę), kurios metu vanduo ir anglies dioksidas virsta angliavandeniais, reikalingais augalams ir deguonimi, reikalingu visoms gyvoms būtybėms. Fotosintezės mechanizmai – genialus gamtos kūrinys.
Fotosintezės fazės
Taip pat fotosintezės procesas susideda iš dviejų etapų: šviesos ir tamsos. Ir žemiau mes išsamiai parašysime apie kiekvieną iš jų.
