Plastideja on kolme tyyppiä:

• kloroplastit- vihreä, toiminto - fotosynteesi
• kromoplastit- punainen ja keltainen, ovat rappeutuneita kloroplasteja, voivat antaa kirkkaita värejä terälehdille ja hedelmille.
• leukoplastit- väritön, toiminta - aineiden varastointi.

Kloroplastien rakenne

Peitetty kahdella kalvolla. Ulompi kalvo on sileä, sisemmässä on uloskasvua sisäänpäin - tylakoideja. Lyhyiden tylakoidien pinoja kutsutaan jyviä, ne lisäävät sisäkalvon pinta-alaa, jotta niihin mahtuu mahdollisimman monta fotosynteettistä entsyymiä.

Kloroplastin sisäistä ympäristöä kutsutaan stromaksi. Se sisältää pyöreää DNA:ta ja ribosomeja, joiden ansiosta kloroplastit muodostavat itsenäisesti osan proteiineistaan, minkä vuoksi niitä kutsutaan puoliautonomisiksi organelleiksi. (Uskotaan, että plastidit olivat aiemmin vapaita bakteereita, jotka imeytyivät suureen soluun, mutta joita ei pilkottu.)

Fotosynteesi (yksinkertainen)

Vihreissä lehdissä valossa
Kloroplasteissa klorofyllillä
Hiilidioksidista ja vedestä
Glukoosi ja happi syntetisoidaan.

Fotosynteesi (keskivaikeus)

1. Kevyt vaihe.
Esiintyy valossa kloroplastien granassa. Valon vaikutuksesta tapahtuu veden hajoaminen (fotolyysi), jolloin syntyy happea, joka vapautuu, sekä vetyatomeja (NADP-H) ja ATP-energiaa, joita käytetään seuraavassa vaiheessa.

2. Pimeä vaihe.
Esiintyy sekä valossa että pimeässä (valoa ei tarvita), kloroplastien stromassa. Ympäristöstä saadusta hiilidioksidista ja edellisessä vaiheessa saaduista vetyatomeista syntetisoidaan glukoosia käyttämällä edellisessä vaiheessa saadun ATP:n energiaa.

Valitse yksi, oikein vaihtoehto. DNA-molekyylin sisältävä soluorganelli
1) ribosomi
2) kloroplasti
3) solukeskus
4) Golgi-kompleksi

Vastaus

Valitse yksi, oikein vaihtoehto. Minkä aineen synteesissä vetyatomit osallistuvat fotosynteesin pimeään vaiheeseen?
1) NADP-2H
2) glukoosi
3) ATP
4) vesi

Vastaus

Valitse yksi, oikein vaihtoehto. Mikä soluorganelli sisältää DNA:ta?
1) vakuoli
2) ribosomi
3) kloroplasti
4) lysosomi

Vastaus

Valitse yksi, oikein vaihtoehto. Soluissa primaarinen glukoosisynteesi tapahtuu
1) mitokondriot
2) endoplasminen verkkokalvo
3) Golgi-kompleksi
4) kloroplastit

Vastaus

Valitse yksi, oikein vaihtoehto. Happimolekyylejä muodostuu fotosynteesin aikana molekyylien hajoamisen seurauksena
1) hiilidioksidi
2) glukoosi
3) ATP
4) vesi

Vastaus

Valitse yksi, oikein vaihtoehto. Fotosynteesiprosessia tulisi pitää yhtenä tärkeistä linkkeistä biosfäärin hiilikierrossa, koska sen aikana
1) kasvit imevät hiiltä elottomasta luonnosta elävään aineeseen
2) kasvit vapauttavat happea ilmakehään
3) organismit vapauttavat hiilidioksidia hengityksen aikana
4) teollinen tuotanto täydentää ilmakehää hiilidioksidilla

Vastaus

Valitse yksi, oikein vaihtoehto. Ovatko seuraavat väittämät fotosynteesistä oikein? A) Valofaasissa valon energia muuttuu glukoosin kemiallisten sidosten energiaksi. B) Tylakoidikalvoilla tapahtuu pimeän faasin reaktioita, joihin hiilidioksidimolekyylejä tulee.
1) vain A on oikein
2) vain B on oikein
3) molemmat tuomiot ovat oikeita
4) molemmat tuomiot ovat virheellisiä

Vastaus

KLOROPLASTIA
1. Kaikkia seuraavia ominaisuuksia kahta lukuun ottamatta voidaan käyttää kuvaamaan kloroplastin rakennetta ja toimintoja. Tunnista kaksi ominaisuutta, jotka "pudottavat" yleisestä luettelosta ja kirjoita numerot, joiden alla ne on merkitty.
1) on kaksikalvoinen organelli
2) sillä on oma suljettu DNA-molekyyli
3) on puoliautonominen organelli
4) muodostaa karan
5) täynnä sakkaroosia sisältävää solumehlaa

Vastaus

2. Valitse kolme ominaisuutta kloroplastien rakenteesta ja toiminnasta
1) sisäiset kalvot muodostavat cristae
2) jyvissä tapahtuu monia reaktioita
3) niissä tapahtuu glukoosisynteesi
4) ovat lipidisynteesin paikka
5) koostuvat kahdesta eri hiukkasesta
6) kaksikalvoiset organellit

Vastaus

3. Valitse kolme oikeaa vastausta kuudesta ja kirjoita numerot, joiden alla ne on merkitty. Kasvisolujen kloroplasteissa tapahtuu seuraavia prosesseja:
1) polysakkaridien hydrolyysi
2) palorypälehapon hajoaminen
3) veden fotolyysi
4) rasvojen hajoaminen rasvahapoiksi ja glyseroliksi
5) hiilihydraattien synteesi
6) ATP-synteesi

Vastaus

KLOROPLASTIT PAITSI
1. Seuraavia termejä kahta lukuun ottamatta käytetään kuvaamaan plastideja. Tunnista kaksi termiä, jotka "pudottavat" yleisestä luettelosta ja kirjoita numerot, joiden alla ne on merkitty taulukkoon.
1) pigmentti
2) glykokaliksi
3) grana
4) crista
5) tylakoidi

Vastaus

2. Kaikkia paitsi kahta seuraavista ominaisuuksista voidaan käyttää kuvaamaan kloroplasteja. Tunnista kaksi ominaisuutta, jotka "pudoavat" yleisestä luettelosta ja kirjoita numerot, joiden alla ne on merkitty.
1) kaksikalvoiset organellit
2) käyttää valoenergiaa orgaanisten aineiden luomiseen
3) sisäiset kalvot muodostavat cristae
4) glukoosisynteesi tapahtuu cristae-kalvoilla
5) hiilihydraattisynteesin lähtöaineet ovat hiilidioksidi ja vesi

Vastaus

STROMA - THYLAKOID
Selvitä vastaavuus prosessien ja niiden sijainnin välillä kloroplasteissa: 1) strooma, 2) tylakoidi. Kirjoita numerot 1 ja 2 kirjaimia vastaavassa järjestyksessä.
A) ATP:n käyttö
B) veden fotolyysi
B) klorofyllin stimulointi
D) pentoosin muodostuminen
D) elektronien siirto entsyymiketjua pitkin

Vastaus

1. Alla lueteltuja ominaisuuksia kahta lukuun ottamatta käytetään kuvaamaan kuvatun soluorganellin rakennetta ja toimintoja. Tunnista kaksi ominaisuutta, jotka "pudoavat" yleisestä luettelosta ja kirjoita numerot, joiden alla ne on merkitty.

2) kerää ATP-molekyylejä
3) tarjoaa fotosynteesin

5) on puoliautonomia

Vastaus

2. Kaikkia alla lueteltuja ominaisuuksia kahta lukuun ottamatta voidaan käyttää kuvaamaan kuvassa esitettyä soluorganellia. Tunnista kaksi ominaisuutta, jotka "pudottavat" yleisestä luettelosta ja kirjoita numerot, joiden alla ne on merkitty.
1) yksikalvoinen organelli
2) koostuu cristaesta ja kromatiinista
3) sisältää pyöreän DNA:n
4) syntetisoi omaa proteiiniaan
5) osaa jakaa

Vastaus

Alla lueteltuja ominaisuuksia kahta lukuun ottamatta käytetään kuvaamaan kuvatun soluorganellin rakennetta ja toimintoja. Tunnista kaksi ominaisuutta, jotka "pudoavat" yleisestä luettelosta ja kirjoita numerot, joiden alla ne on merkitty.
1) hajottaa biopolymeerit monomeereiksi
2) kerää ATP-molekyylejä
3) tarjoaa fotosynteesin
4) viittaa kaksikalvoisiin organelleihin
5) on puoliautonomia

Vastaus

VALOA
1. Valitse kaksi oikeaa vastausta viidestä ja kirjoita numerot, joiden alla ne on merkitty. Fotosynteesin valovaiheessa solussa
1) happea muodostuu vesimolekyylien hajoamisen seurauksena
2) hiilihydraatteja syntetisoidaan hiilidioksidista ja vedestä
3) glukoosimolekyylien polymeroituminen tapahtuu tärkkelyksen muodostamiseksi
4) ATP-molekyylejä syntetisoidaan
5) ATP-molekyylien energia kuluu hiilihydraattien synteesiin

Vastaus

2. Tunnista kolme oikeaa väitettä yleisestä luettelosta ja kirjoita muistiin numerot, joiden alla ne on merkitty taulukkoon. Valon aikana tapahtuu fotosynteesi
1) veden fotolyysi


4) vetyliitäntä NADP+-kuljettimeen

Vastaus

KELPAA PAITSI
1. Kaikkia alla olevia merkkejä kahta lukuun ottamatta voidaan käyttää fotosynteesin valovaiheen prosessien määrittämiseen. Tunnista kaksi ominaisuutta, jotka "pudottavat" yleisestä luettelosta ja kirjoita numerot, joiden alla ne on merkitty.
1) veden fotolyysi
2) hiilidioksidin pelkistäminen glukoosiksi
3) ATP-molekyylien synteesi auringonvalon energialla
4) molekyylihapen muodostuminen
5) ATP-molekyylien energian käyttö hiilihydraattien synteesiin

Vastaus

2. Kaikkia alla lueteltuja ominaisuuksia kahta lukuun ottamatta voidaan käyttää kuvaamaan fotosynteesin valovaihetta. Tunnista kaksi ominaisuutta, jotka "pudottavat" yleisestä luettelosta ja kirjoita numerot, joiden alla ne on merkitty.
1) muodostuu sivutuote - happi
2) esiintyy kloroplastin stromassa
3) hiilidioksidin sitoutuminen
4) ATP-synteesi
5) veden fotolyysi

Vastaus

3. Kaikkia alla lueteltuja ominaisuuksia kahta lukuun ottamatta käytetään kuvaamaan kuvassa esitettyä fotosynteesin vaihetta. Tunnista kaksi ominaisuutta, jotka "pudoavat" yleisestä luettelosta ja kirjoita numerot, joiden alla ne on merkitty. Tässä vaiheessa
1) glukoosisynteesi tapahtuu
2) Calvin-sykli alkaa
3) ATP syntetisoidaan
4) tapahtuu veden fotolyysi
5) vety yhdistyy NADP:n kanssa

Vastaus

TUMMA
Valitse kolme vaihtoehtoa. Fotosynteesin pimeälle vaiheelle on ominaista
1) prosessien esiintyminen kloroplastien sisäkalvoilla
2) glukoosin synteesi
3) hiilidioksidin kiinnittäminen
4) prosessien kulku kloroplastien stroomassa
5) veden fotolyysin esiintyminen
6) ATP:n muodostuminen

Vastaus

TUMMAA PAITSI
1. Alla lueteltuja käsitteitä kahta lukuun ottamatta käytetään kuvaamaan fotosynteesin pimeää vaihetta. Tunnista kaksi käsitettä, jotka "pudovat pois" yleisestä luettelosta ja kirjoita numerot, joiden alla ne on merkitty.

2) fotolyysi
3) NADP 2H:n hapetus
4) grana
5) stroma

Vastaus

2. Kaikkia alla lueteltuja ominaisuuksia kahta lukuun ottamatta käytetään kuvaamaan fotosynteesin pimeää vaihetta. Tunnista kaksi ominaisuutta, jotka "pudottavat" yleisestä luettelosta ja kirjoita numerot, joiden alla ne on merkitty.
1) hapen muodostuminen
2) hiilidioksidin kiinnitys
3) ATP-energian käyttö
4) glukoosin synteesi
5) klorofyllin stimulointi

Vastaus

VAALEA - TUMMA
1. Määritä vastaavuus fotosynteesiprosessin ja vaiheen välillä, jossa se tapahtuu: 1) vaalea, 2) tumma. Kirjoita numerot 1 ja 2 oikeassa järjestyksessä.
A) NADP-2H-molekyylien muodostuminen
B) hapen vapautuminen
B) monosakkaridisynteesi
D) ATP-molekyylien synteesi
D) hiilidioksidin lisääminen hiilihydraattiin

Vastaus

2. Määritä vastaavuus fotosynteesin ominaisuuden ja vaiheen välillä: 1) vaalea, 2) tumma. Kirjoita numerot 1 ja 2 oikeassa järjestyksessä.
A) veden fotolyysi
B) hiilidioksidin kiinnitys
B) ATP-molekyylien pilkkominen
D) klorofyllin viritys valokvanteilla
D) glukoosin synteesi

Vastaus

3. Määritä vastaavuus fotosynteesiprosessin ja vaiheen välillä, jossa se tapahtuu: 1) vaalea, 2) tumma. Kirjoita numerot 1 ja 2 oikeassa järjestyksessä.
A) NADP*2H-molekyylien muodostuminen
B) hapen vapautuminen
B) glukoosin synteesi
D) ATP-molekyylien synteesi
D) hiilidioksidin vähentäminen

Vastaus

4. Muodosta vastaavuus prosessien ja fotosynteesin vaiheen välillä: 1) vaalea, 2) tumma. Kirjoita numerot 1 ja 2 kirjaimia vastaavassa järjestyksessä.
A) glukoosin polymerointi
B) hiilidioksidin sitominen
B) ATP-synteesi
D) veden fotolyysi
D) vetyatomien muodostuminen
E) glukoosin synteesi

Vastaus

5. Määritä vastaavuus fotosynteesin vaiheiden ja niiden ominaisuuksien välille: 1) vaalea, 2) tumma. Kirjoita numerot 1 ja 2 kirjaimia vastaavassa järjestyksessä.
A) tapahtuu veden fotolyysi
B) ATP muodostuu
B) happea vapautuu ilmakehään
D) etenee ATP-energian kulutuksella
D) Reaktiot voivat tapahtua sekä valossa että pimeässä

Vastaus

6 la. Määritä vastaavuus fotosynteesin vaiheiden ja niiden ominaisuuksien välille: 1) vaalea, 2) tumma. Kirjoita numerot 1 ja 2 kirjaimia vastaavassa järjestyksessä.
A) NADP+:n palauttaminen
B) vetyionien kuljettaminen kalvon läpi
B) esiintyy kloroplastien granassa
D) hiilihydraattimolekyylejä syntetisoidaan
D) klorofyllielektronit siirtyvät korkeammalle energiatasolle
E) ATP-energiaa kuluu

Vastaus

MUOTO 7:
A) virittyneiden elektronien liike
B) NADP-2R:n muuntaminen NADP+:ksi
B) NADPH:n hapetus
D) Molekyylihappi muodostuu
D) kloroplastin stromassa tapahtuu prosesseja

SEURANTA
1. Muodosta oikea fotosynteesin aikana tapahtuvien prosessien järjestys. Kirjoita muistiin numerot, joiden alla ne on merkitty taulukkoon.
1) Hiilidioksidin käyttö
2) Hapen muodostuminen
3) Hiilihydraattisynteesi
4) ATP-molekyylien synteesi
5) Klorofyllin viritys

Vastaus

2. Määritä fotosynteesiprosessien oikea järjestys.
1) aurinkoenergian muuntaminen ATP-energiaksi
2) klorofyllin virittyneiden elektronien muodostuminen
3) hiilidioksidin kiinnitys
4) tärkkelyksen muodostuminen
5) ATP-energian muuntaminen glukoosienergiaksi

Vastaus

3. Määritä fotosynteesin aikana tapahtuvien prosessien järjestys. Kirjoita vastaava numerosarja.
1) hiilidioksidin kiinnitys
2) ATP:n hajoaminen ja energian vapautuminen
3) glukoosin synteesi
4) ATP-molekyylien synteesi
5) klorofyllin stimulointi

Vastaus

FOTOSYNTEESI
Valitse soluorganellit ja niiden rakenteet, jotka osallistuvat fotosynteesiprosessiin.
1) lysosomit
2) kloroplastit
3) tylakoidit
4) jyvät
5) vakuolit
6) ribosomit

Vastaus

VALOKUVASYNTEESI PAITSI
Kaikkia paitsi kahta seuraavista ominaisuuksista voidaan käyttää kuvaamaan fotosynteesiprosessia. Tunnista kaksi ominaisuutta, jotka "pudottavat" yleisestä luettelosta, ja kirjoita muistiin numerot, joilla ne on merkitty vastauksessasi.
1) Prosessin suorittamiseen käytetään valoenergiaa.
2) Prosessi tapahtuu entsyymien läsnä ollessa.
3) Keskeinen rooli prosessissa on klorofyllimolekyylillä.
4) Prosessiin liittyy glukoosimolekyylin hajoaminen.
5) Prosessi ei voi tapahtua prokaryoottisoluissa.

Vastaus

Analysoi taulukko. Täytä taulukon tyhjät solut käyttäen luettelossa annettuja käsitteitä ja termejä. Valitse kullekin kirjaimelliselle solulle sopiva termi toimitetusta luettelosta.
1) tylakoidikalvot
2) valovaihe
3) epäorgaanisen hiilen kiinnitys
4) veden fotosynteesi
5) tumma vaihe
6) solun sytoplasma

Vastaus

Analysoi taulukko "Fotosynteesin reaktiot". Valitse kullekin kirjaimelle vastaava termi toimitetusta luettelosta.
1) oksidatiivinen fosforylaatio
2) NADP-2H:n hapetus
3) tylakoidikalvot
4) glykolyysi
5) hiilidioksidin lisääminen pentoosiin
6) hapen muodostuminen
7) ribuloosidifosfaatin ja glukoosin muodostuminen
8) 38 ATP:n synteesi

Vastaus

Lisää tekstiin "Orgaanisten aineiden synteesi kasvessa" ehdotetusta luettelosta puuttuvat termit numeerisia merkintöjä käyttäen. Kirjoita valitut numerot muistiin kirjaimia vastaavassa järjestyksessä. Kasvit varastoivat olemassaololleen tarvittavan energian orgaanisten aineiden muodossa. Nämä aineet syntetisoidaan __________ (A) aikana. Tämä prosessi tapahtuu lehtisoluissa __________ (B) - erityisissä vihreissä plastideissa. Ne sisältävät erityistä vihreää ainetta – __________ (B). Edellytys orgaanisten aineiden muodostumiselle veden ja hiilidioksidin lisäksi on __________ (D).
Luettelo termeistä:
1) hengitys
2) haihtuminen
3) leukoplasti
4) ruokaa
5) valo
6) fotosynteesi
7) kloroplasti
8) klorofylli

Vastaus

Muodosta vastaavuus prosessin vaiheiden ja prosessien välille: 1) fotosynteesi, 2) proteiinien biosynteesi. Kirjoita numerot 1 ja 2 oikeassa järjestyksessä.
A) vapaan hapen vapautuminen
B) peptidisidosten muodostuminen aminohappojen välillä
B) mRNA:n synteesi DNA:lla
D) käännösprosessi
D) hiilihydraattien palauttaminen
E) NADP+:n muuntaminen NADP 2H:ksi

Vastaus

© D.V. Pozdnyakov, 2009-2019

Tiesitkö, että jokainen vihreä lehti on miniatyyri ravinteiden ja hapen "tehdas", joka on välttämätöntä paitsi eläinten, myös ihmisten normaalille elämälle. Fotosynteesi on prosessi, jossa näitä aineita tuotetaan vedestä ja ilmakehän hiilidioksidista. Tämä on erittäin monimutkainen kemiallinen prosessi, joka tapahtuu valon mukana. Epäilemättä kaikki ovat kiinnostuneita siitä, kuinka fotosynteesiprosessi tapahtuu. Prosessi koostuu kahdesta vaiheesta: ensimmäinen vaihe on valokvanttien absorptio ja toinen vaihe on niiden energian käyttö erilaisissa kemiallisissa reaktioissa.

Miten fotosynteesiprosessi tapahtuu?
Kasvi imee valoa käyttämällä vihreää ainetta nimeltä klorofylli. Klorofylliä on kloroplasteissa, joita löytyy hedelmistä ja varreista. Mutta erityisen suuri määrä niitä löytyy lehdistä, koska lehti voi melko yksinkertaisen rakenteensa vuoksi houkutella suuren määrän valoa ja vastaanottaa siten paljon enemmän energiaa fotosynteesiprosessiin.
Imeytymisen jälkeen klorofylli on virittyneessä tilassa ja siirtää energiaa muihin kasvirungon molekyyleihin, erityisesti niihin, jotka osallistuvat suoraan fotosynteesiin. Fotosynteesiprosessin toinen vaihe tapahtuu ilman pakollista valon osallistumista, ja se koostuu kemiallisen sidoksen saamisesta hiilidioksidin kanssa, joka saadaan vedestä ja ilmasta. Tässä vaiheessa syntetisoidaan erilaisia ​​elämän kannalta erittäin hyödyllisiä aineita, kuten glukoosia ja tärkkelystä.

Kasvit itse käyttävät näitä orgaanisia aineita ravitsemaan eri osia sekä ylläpitämään normaaleja elämäntoimintoja. Lisäksi näitä aineita saavat myös kasveilla ruokkivat eläimet. Ihminen saa nämä aineet syömällä kasvi- ja eläinperäisiä ruokia.

Fotosynteesin olosuhteet
Fotosynteesiprosessi voi tapahtua paitsi keinovalon, myös auringonvalon vaikutuksesta. Luonnossa kasvit harjoittavat pääsääntöisesti aktiivisesti toimintaansa keväällä ja kesällä, eli silloin, kun tarvitaan paljon auringonvaloa. Syksyllä on vähemmän valoa, päivät lyhenevät, lehdet muuttuvat keltaisiksi ja sitten putoavat. Mutta heti kun lämmin kevätaurinko ilmestyy, vihreät lehdet heräävät ja vihreät "tehtaat" jatkavat työtään tarjotakseen suuren määrän ravinteita ja happea, joka on niin välttämätöntä elämälle.

Missä fotosynteesiprosessi tapahtuu?
Fotosynteesi tapahtuu pääasiassa, kuten edellä sanoimme, jos muistat, kasvien lehdissä siitä syystä, että niillä on kyky vastaanottaa suuri määrä valoa, joka on niin välttämätöntä fotosynteesiprosessille.

Lopuksi voimme tehdä yhteenvedon ja sanoa, että fotosynteesin kaltainen prosessi on olennainen osa kasvien elämää. Toivomme, että artikkelimme on auttanut monia ihmisiä ymmärtämään, mitä fotosynteesi on ja miksi se on tarpeen.

Hämmästyttävän ja elintärkeän ilmiön, kuten fotosynteesin, löytämisen historia on juurtunut syvälle menneisyyteen. Yli neljä vuosisataa sitten, vuonna 1600, belgialainen tiedemies Jan Van Helmont suoritti yksinkertaisen kokeen. Hän laittoi pajun oksan pussiin, jossa oli 80 kg maata. Tiedemies kirjasi pajun alkuperäisen painon ja kasteli sitten kasvia yksinomaan sadevedellä viiden vuoden ajan. Kuvittele Jan Van Helmontin yllätys, kun hän punnisi pajun uudelleen. Kasvin paino kasvoi 65 kg ja maan massa laski vain 50 grammaa! Mistä kasvi sai 64 kg 950 grammaa ravinteita on tiedemiehelle mysteeri!

Seuraava merkittävä koe fotosynteesin löytämisen tiellä kuului englantilaiselle kemistille Joseph Priestleylle. Tiedemies laittoi hiiren konepellin alle, ja viisi tuntia myöhemmin jyrsijä kuoli. Kun Priestley laittoi mintunoksan hiiren kanssa ja peitti myös jyrsijän korkilla, hiiri pysyi hengissä. Tämä koe johti tutkijan ajatukseen, että on olemassa prosessi, joka on vastakkainen hengittämiseen. Jan Ingenhouse vahvisti vuonna 1779 tosiasian, että vain vihreät kasvien osat pystyvät vapauttamaan happea. Kolme vuotta myöhemmin sveitsiläinen tiedemies Jean Senebier osoitti, että hiilidioksidi hajoaa auringonvalon vaikutuksesta vihreissä kasviorganelleissa. Vain viisi vuotta myöhemmin ranskalainen tiedemies Jacques Boussingault laboratoriotutkimuksia suorittaessaan havaitsi tosiasian, että kasvien veden imeytyminen tapahtuu myös orgaanisten aineiden synteesin aikana. Tämän käänteentekevän löydön teki vuonna 1864 saksalainen kasvitieteilijä Julius Sachs. Hän pystyi todistamaan, että kulutetun hiilidioksidin ja vapautuneen hapen määrä tapahtuu suhteessa 1:1.

Fotosynteesi on yksi merkittävimmistä biologisista prosesseista

Tieteellisesti sanottuna fotosynteesi (muinaisesta kreikasta φῶς - valo ja σύνθεσις - yhteys, sitominen) on prosessi, jossa orgaanisia aineita muodostuu hiilidioksidista ja vedestä valossa. Päärooli tässä prosessissa kuuluu fotosynteettisille segmenteille.

Kuvaannollisesti puhuen kasvinlehteä voidaan verrata laboratorioon, jonka ikkunat ovat aurinkoiselle puolelle. Siinä tapahtuu orgaanisten aineiden muodostumista. Tämä prosessi on perusta kaiken elämän olemassaololle maan päällä.

Monet kysyvät perustellusti kysymyksen: mitä ihmiset, jotka asuvat kaupungissa, hengittävät, jos et löydä edes puuta tai ruohonkorvaa päivällä tulella? Vastaus on hyvin yksinkertainen. Tosiasia on, että maakasvit muodostavat vain 20 % kasvien vapauttamasta hapesta. Merilevällä on johtava rooli ilmakehän hapen tuotannossa. Ne muodostavat 80 % tuotetusta hapesta. Numeroiden kielellä sanottuna sekä kasvit että levät vapauttavat vuosittain 145 miljardia tonnia (!) happea ilmakehään! Ei ole turhaa, että maailman valtameriä kutsutaan "planeetan keuhkoksi".

Fotosynteesin yleinen kaava on seuraava:

Vesi + hiilidioksidi + valo → hiilihydraatit + happi

Miksi kasvit tarvitsevat fotosynteesiä?

Kuten olemme oppineet, fotosynteesi on välttämätön edellytys ihmisen olemassaololle maan päällä. Tämä ei kuitenkaan ole ainoa syy, miksi fotosynteettiset organismit tuottavat aktiivisesti happea ilmakehään. Tosiasia on, että sekä levät että kasvit muodostavat vuosittain yli 100 miljardia orgaanista ainetta (!), jotka muodostavat perustan heidän elämäntoiminnalleen. Muistaessamme Jan Van Helmontin kokeilun ymmärrämme, että fotosynteesi on kasvien ravinnon perusta. On tieteellisesti todistettu, että 95 % sadosta määräytyy kasvin fotosynteesin aikana saamista orgaanisista aineista ja 5 % kivennäislannoitteista, joita puutarhuri levittää maaperään.

Nykyaikaiset kesäasukkaat kiinnittävät päähuomiota kasvien maaperän ravintoon unohtaen sen ilman ravinnon. Ei tiedetä, millaista satoa puutarhurit voisivat saada, jos he olisivat varovaisia ​​fotosynteesin suhteen.

Kasvit tai levät eivät kuitenkaan pystyisi tuottamaan happea ja hiilihydraatteja niin aktiivisesti, jos niillä ei olisi hämmästyttävää vihreää pigmenttiä - klorofylliä.

Vihreän pigmentin mysteeri

Suurin ero kasvisolujen ja muiden elävien organismien solujen välillä on klorofyllin läsnäolo. Muuten, hän on vastuussa siitä, että kasvien lehdet ovat vihreitä. Tällä monimutkaisella orgaanisella yhdisteellä on yksi hämmästyttävä ominaisuus: se voi imeä auringonvaloa! Klorofyllin ansiosta myös fotosynteesiprosessi tulee mahdolliseksi.

Fotosynteesin kaksi vaihetta

Yksinkertaisesti sanottuna fotosynteesi on prosessi, jossa kasvin valossa klorofyllin avulla absorboima vesi ja hiilidioksidi muodostavat sokeria ja happea. Tällä tavalla epäorgaaniset aineet muuttuvat yllättävän orgaanisiksi aineiksi. Konversion tuloksena saatu sokeri on kasvien energianlähde.

Fotosynteesissä on kaksi vaihetta: vaalea ja tumma.

Fotosynteesin kevyt vaihe

Se suoritetaan tylakoidikalvoilla.

Tylakoidit ovat kalvoon rajattuja rakenteita. Ne sijaitsevat kloroplastin stromassa.

Tapahtumien järjestys fotosynteesin valovaiheessa on:

1. Valo osuu klorofyllimolekyyliin, joka sitten imeytyy vihreään pigmenttiin ja saa sen kiihtymään. Molekyyliin sisältyvä elektroni siirtyy korkeammalle tasolle ja osallistuu synteesiprosessiin.
2. Vesi halkeaa, jolloin protonit muuttuvat vetyatomeiksi elektronien vaikutuksesta. Myöhemmin ne käytetään hiilihydraattien synteesiin.
3. Kevyen vaiheen viimeisessä vaiheessa syntetisoidaan ATP (adenosiinitrifosfaatti). Tämä on orgaaninen aine, jolla on universaalin energian varaajan rooli biologisissa järjestelmissä.

Fotosynteesin pimeä vaihe

Paikka, jossa tumma faasi esiintyy, on kloroplastien strooma. Pimeässä vaiheessa happea vapautuu ja glukoosia syntetisoidaan. Monet luulevat, että tämä vaihe sai tämän nimen, koska tässä vaiheessa tapahtuva prosessi tapahtuu yksinomaan yöllä. Itse asiassa tämä ei ole täysin totta. Glukoosisynteesi tapahtuu kellon ympäri. Tosiasia on, että tässä vaiheessa valoenergiaa ei enää kuluteta, mikä tarkoittaa, että sitä ei yksinkertaisesti tarvita.

Fotosynteesin merkitys kasveille

Olemme jo päättäneet, että kasvit tarvitsevat fotosynteesiä yhtä paljon kuin me. On erittäin helppoa puhua fotosynteesin mittakaavasta numeroiden suhteen. Tiedemiehet ovat laskeneet, että pelkästään maakasvit varastoivat niin paljon aurinkoenergiaa kuin 100 megakaupunkia voisi kuluttaa 100 vuodessa!

Kasvien hengitys on fotosynteesin päinvastainen prosessi. Kasvien hengityksen tarkoitus on vapauttaa energiaa fotosynteesin aikana ja ohjata sitä kasvien tarpeisiin. Yksinkertaisesti sanottuna saanto on ero fotosynteesin ja hengityksen välillä. Mitä enemmän fotosynteesiä ja matalampi hengitys, sitä suurempi sato ja päinvastoin!

Fotosynteesi on hämmästyttävä prosessi, joka mahdollistaa elämän maan päällä!

Luonnossa auringonvalon vaikutuksesta tapahtuu elintärkeä prosessi, jota ilman yksikään elävä olento maapallolla ei pärjää. Reaktion seurauksena happea vapautuu ilmaan, jota hengitämme. Tätä prosessia kutsutaan fotosynteesiksi. Mitä on fotosynteesi tieteellisestä näkökulmasta ja mitä tapahtuu kasvisolujen kloroplasteissa, tarkastelemme alla.

Fotosynteesi biologiassa on orgaanisten aineiden ja hapen muuntamista epäorgaanisista yhdisteistä aurinkoenergian vaikutuksesta. Se on ominaista kaikille fotoautotrofeille, jotka pystyvät tuottamaan itse orgaanisia yhdisteitä.

Tällaisia ​​organismeja ovat kasvit, vihreät ja violetit bakteerit sekä sinilevät (sinilevät).

Fotoautotrofiset kasvit imevät vettä maaperästä ja hiilidioksidia ilmasta. Aurinkoenergian vaikutuksesta muodostuu glukoosia, joka muuttuu myöhemmin polysakkaridiksi - tärkkelykseksi, joka on välttämätön kasviorganismeille ravitsemus- ja energiantuotannossa. Happi vapautuu ympäristöön - tärkeä aine, jota kaikki elävät organismit käyttävät hengitykseen.

Kuinka fotosynteesi tapahtuu. Kemiallinen reaktio voidaan esittää seuraavalla yhtälöllä:

6СО2 + 6Н2О + E = С6Н12О6 + 6О2

Fotosynteettisiä reaktioita tapahtuu kasveissa solutasolla, nimittäin kloroplasteissa, jotka sisältävät pääpigmentin klorofyllin. Tämä yhdiste ei vain anna kasveille niiden vihreää väriä, vaan myös osallistuu aktiivisesti itse prosessiin.

Prosessin ymmärtämiseksi paremmin sinun on tutustuttava vihreiden organellien - kloroplastien - rakenteeseen.

Kloroplastien rakenne

Kloroplastit ovat soluorganelleja, joita esiintyy vain kasveissa ja syanobakteereissa. Jokainen kloroplasti on peitetty kaksoiskalvolla: ulompi ja sisäinen. Kloroplastin sisäosa on täytetty stromalla - pääaineella, jonka konsistenssi muistuttaa solun sytoplasmaa.

Kroloplastinen rakenne

Kloroplastistroma koostuu:

• tylakoidit - rakenteet, jotka muistuttavat pigmenttiklorofylliä sisältäviä litteitä pusseja;
• gran-tylakoidiryhmät;
• lamelli - tubulukset, jotka yhdistävät tylakoidien granaa.

Jokainen grana näyttää kolikkopinolta, jossa jokainen kolikko on tylakoidi ja lamelli on hylly, jolle granat asetetaan. Lisäksi kloroplasteilla on oma geneettinen tietonsa, jota edustavat kaksijuosteiset DNA-juosteet sekä ribosomit, jotka osallistuvat proteiinien, öljypisaroiden ja tärkkelysjyvien synteesiin.

Hyödyllinen video: fotosynteesi

Päävaiheet

Fotosynteesissä on kaksi vuorottelevaa vaihetta: vaalea ja tumma. Jokaisella on omat ominaisuutensa ja tiettyjen reaktioiden aikana muodostuneet tuotteet. Kaksi valojärjestelmää, jotka muodostuvat apuvaloa keräävistä pigmenteistä klorofyllistä ja karotenoidista, siirtävät energiaa pääpigmentille. Tämän seurauksena valoenergia muunnetaan kemialliseksi energiaksi - ATP:ksi (adenosiinitrifosforihapoksi). Mitä tapahtuu fotosynteesiprosesseissa.

Kevyt

Valovaihe tapahtuu, kun valon fotonit osuvat kasviin. Kloroplastissa sitä esiintyy tylakoidikalvoilla.

Pääprosessit:

1. Photosystem I -pigmentit alkavat "absorboida" aurinkoenergian fotoneja, jotka siirtyvät reaktiokeskukseen.
2. Valofotonien vaikutuksen alaisena elektronit "herästyvät" pigmenttimolekyylissä (klorofyllissä).
3. "Kiihtynyt" elektroni siirretään tylakoidin ulkokalvolle kuljetusproteiineja käyttäen.
4. Sama elektroni on vuorovaikutuksessa monimutkaisen yhdisteen NADP (nikotiiniamidiadeniinidinukleotidifosfaatti) kanssa, pelkistäen sen NADP*H2:ksi (tämä yhdiste on mukana pimeässä faasissa).

Samanlaisia ​​prosesseja tapahtuu valojärjestelmässä II. "Kiihtyneet" elektronit poistuvat reaktiokeskuksesta ja siirtyvät tylakoidien ulkokalvolle, jossa ne sitoutuvat elektronin vastaanottajaan, palaavat fotosysteemiin I ja palauttavat sen.

Fotosynteesin kevyt vaihe

Miten photosystem II palautetaan? Tämä johtuu veden fotolyysistä - H2O:n halkeamisreaktiosta. Ensinnäkin vesimolekyyli antaa elektroneja fotosysteemin II reaktiokeskukseen, minkä vuoksi sen pelkistyminen tapahtuu. Tämän jälkeen vesi hajoaa kokonaan vedyksi ja hapeksi. Jälkimmäinen tunkeutuu ympäristöön lehden orvaskeden stomaatin kautta.

Veden fotolyysi voidaan kuvata käyttämällä yhtälöä:

2H20 = 4H + 4e + O2

Lisäksi kevyen vaiheen aikana syntetisoidaan ATP-molekyylejä - kemiallista energiaa, joka menee glukoosin muodostumiseen. Tylakoidikalvo sisältää entsymaattisen järjestelmän, joka osallistuu ATP:n muodostukseen. Tämä prosessi tapahtuu sen tosiasian seurauksena, että vetyioni siirtyy erityisen entsyymin kanavan kautta sisäkuoresta ulkokuoreen. Sen jälkeen energiaa vapautuu.

On tärkeää tietää! Fotosynteesin valovaiheessa syntyy happea sekä ATP-energiaa, jota käytetään monosakkaridien synteesiin pimeässä faasissa.

Tumma

Pimeän faasin reaktioita tapahtuu ympäri vuorokauden, jopa ilman auringonvaloa. Fotosynteettisiä reaktioita tapahtuu kloroplastin stromassa (sisäympäristössä). Tätä aihetta tutki tarkemmin Melvin Calvin, jonka kunniaksi pimeän faasin reaktioita kutsutaan Calvinin sykliksi eli C3 -poluksi.

Tämä sykli tapahtuu 3 vaiheessa:

1. Karboksylaatio.
2. Elpyminen.
3. Vastaanottimien regenerointi.

Karboksylaation aikana ribuloosibisfosfaatti-niminen aine yhdistyy hiilidioksidihiukkasten kanssa. Tätä tarkoitusta varten käytetään erityistä entsyymiä - karboksylaasia. Muodostuu epästabiili kuuden hiilen yhdiste, joka hajoaa melkein välittömästi kahdeksi PGA-molekyyliksi (fosfoglyseriinihappo).

PHA:n palauttamiseen käytetään valovaiheen aikana muodostuneen ATP:n ja NADP*H2:n energiaa. Peräkkäiset reaktiot tuottavat trihiilisokerin, jossa on fosfaattiryhmä.

Akseptorien regeneroinnin aikana osa PGA-molekyyleistä käytetään palauttamaan ribuloosibisfosfaattimolekyylejä, joka on CO2-akseptori. Lisäksi peräkkäisten reaktioiden kautta muodostuu monosakkaridi - glukoosi. Kaikissa näissä prosesseissa käytetään valofaasissa muodostuneen ATP:n energiaa sekä NADP*H2:ta.

Prosessit, joissa 6 hiilidioksidimolekyyliä muunnetaan yhdeksi glukoosimolekyyliksi, edellyttävät 18 ATP-molekyylin ja 12 NADP*H2-molekyylin hajottamista. Nämä prosessit voidaan kuvata käyttämällä seuraavaa yhtälöä:

6СО2 + 24Н = С6Н12О6 + 6Н2О

Myöhemmin muodostuneista glukoosista - polysakkarideista syntetisoidaan monimutkaisempia hiilihydraatteja: tärkkelys, selluloosa.

Huomautus! Pimeän faasin fotosynteesin aikana muodostuu glukoosia - orgaaninen aine, joka on välttämätön kasvien ravinnoksi ja energiantuotannolle.

Alla oleva fotosynteesitaulukko auttaa sinua ymmärtämään paremmin tämän prosessin perusolemuksen.

Vertaileva taulukko fotosynteesin vaiheista

Vaikka Calvinin sykli on tyypillisin fotosynteesin pimeälle vaiheelle, joillekin trooppisille kasveille on ominaista Hatch-Slack-sykli (C4-polku), jolla on omat ominaisuutensa. Hatch-Slack-syklin karboksyloinnin aikana ei muodostu fosfoglyseriinihappoa, vaan muita, kuten oksaloetikkahappoa, omenahappoa, asparagiinihappoa. Lisäksi näiden reaktioiden aikana hiilidioksidi kerääntyy kasvisoluihin, eikä se poistu kaasunvaihdon kautta, kuten useimmissa.

Myöhemmin tämä kaasu osallistuu fotosynteettisiin reaktioihin ja glukoosin muodostukseen. On myös syytä huomata, että fotosynteesin C4-reitti vaatii enemmän energiaa kuin Calvin-sykli. Hatch-Slack-syklin pääreaktiot ja muodostumistuotteet eivät eroa Calvinin syklistä.

Hatch-Slack-syklin reaktioiden ansiosta valohengitystä ei käytännössä tapahdu kasveissa, koska epidermiksen stomatat ovat suljetussa tilassa. Tämä antaa heille mahdollisuuden sopeutua tiettyihin elinolosuhteisiin:

• äärimmäinen kuumuus;
• kuiva ilmasto;
• elinympäristöjen lisääntynyt suolapitoisuus;
• CO2:n puute.

Vaalean ja pimeän vaiheen vertailu

Merkitys luonnossa

Fotosynteesin ansiosta muodostuu happea - elintärkeää ainetta hengitysprosesseille ja energian kertymiselle solujen sisällä, mikä mahdollistaa elävien organismien kasvamisen, kehittymisen, lisääntymisen ja on suoraan mukana kaikkien ihmisen ja ihmisen fysiologisten järjestelmien työhön. eläimen ruumis.

Tärkeä! Ilmakehässä oleva happi muodostaa otsonipallon, joka suojaa kaikkia organismeja vaarallisen ultraviolettisäteilyn haitallisilta vaikutuksilta.

Hyödyllinen video: valmistautuminen yhtenäiseen biologian valtionkokeeseen - fotosynteesi

Johtopäätös

Hapen ja energian syntetisointikyvyn ansiosta kasvit muodostavat ensimmäisen lenkin kaikissa ravintoketjuissa, koska ne ovat tuottajia. Vihreitä kasveja kuluttamalla kaikki heterotrofit (eläimet, ihmiset) saavat elintärkeitä resursseja ruuan mukana. Vihreissä kasveissa ja syanobakteereissa tapahtuvan prosessin ansiosta ilmakehän kaasukoostumus ja maapallon elämä säilyvät vakiona.

Yhteydessä

Fotosynteesi on prosessi, jonka tuloksena kasvisolut ja tietyt bakteerit muodostavat ja vapauttavat happea.

Peruskonsepti

Fotosynteesi ei ole muuta kuin ainutlaatuisten fysikaalisten ja kemiallisten reaktioiden ketju. Mistä se koostuu? Vihreät kasvit, kuten myös jotkut bakteerit, imevät auringonvaloa ja muuttavat ne sähkömagneettiseksi energiaksi. Fotosynteesin lopputulos on erilaisten orgaanisten yhdisteiden kemiallisten sidosten energia.

Auringonvalolle altistuneessa kasvissa redox-reaktiot tapahtuvat tietyssä järjestyksessä. Vesi ja vety, jotka ovat luovuttajapelkistäviä aineita, siirtyvät elektronien muodossa vastaanottaja-hapettavalle aineelle (hiilidioksidi ja asetaatti). Tämän seurauksena muodostuu pelkistettyjä hiilihydraattiyhdisteitä sekä happea, jota kasvit vapauttavat.

Fotosynteesin tutkimuksen historia

Monien vuosituhansien ajan ihminen oli vakuuttunut siitä, että kasvin ravinto tapahtuu juurijärjestelmän kautta maaperän kautta. 1500-luvun alussa hollantilainen luonnontieteilijä Jan Van Helmont suoritti kokeen kasvin kasvattamiseksi ruukussa. Punnitsi maaperän ennen istutusta ja sen jälkeen kun kasvi oli saavuttanut tietyn koon, hän päätteli, että kaikki kasviston edustajat saivat ravinteita pääasiassa vedestä. Tiedemiehet pitivät kiinni tästä teoriasta seuraavat kaksi vuosisataa.

Englantilainen kemisti Joseph Priestley teki vuonna 1771 odottamattoman mutta oikean oletuksen kasvien ravinnosta. Hänen tekemänsä kokeet osoittivat vakuuttavasti, että kasvit pystyvät puhdistamaan ilmaa, joka ei aiemmin ollut ihmisen hengittämiseen soveltuvaa. Hieman myöhemmin pääteltiin, että nämä prosessit ovat mahdottomia ilman auringonvalon osallistumista. Tutkijat ovat havainneet, että vihreät kasvien lehdet tekevät muutakin kuin vain muuttavat saamansa hiilidioksidin hapeksi. Ilman tätä prosessia heidän elämänsä on mahdotonta. Hiilidioksidi toimii yhdessä veden ja kivennäissuolojen kanssa kasvien ravinnoksi. Tämä on fotosynteesin tärkein merkitys kaikille kasviston edustajille.

Hapen rooli elämälle maapallolla

Englantilaisen kemistin Priestleyn tekemät kokeet auttoivat ihmiskuntaa selittämään, miksi planeettamme ilma pysyy hengittävänä. Loppujen lopuksi elämä säilyy huolimatta valtavan määrän eläviä organismeja ja lukemattomien tulipalojen polttamista.

Elämän synty maapallolle miljardeja vuosia sitten oli yksinkertaisesti mahdotonta. Planeettamme ilmakehä ei sisältänyt vapaata happea. Kaikki muuttui kasvien myötä. Kaikki ilmakehän happi nykyään on tulosta vihreissä lehdissä tapahtuvasta fotosynteesistä. Tämä prosessi muutti Maan ulkonäköä ja antoi sysäyksen elämän kehitykselle. Tämän fotosynteesin korvaamattoman merkityksen ihmiskunta tajusi täysin vasta 1700-luvun lopulla.

Ei ole liioittelua sanoa, että ihmisten olemassaolo planeetallamme riippuu kasvimaailman tilasta. Fotosynteesin merkitys on sen johtavassa roolissa erilaisten biosfääriprosessien esiintymisessä. Maailmanlaajuisesti tämä hämmästyttävä fysikaalis-kemiallinen reaktio johtaa orgaanisten aineiden muodostumiseen epäorgaanisista aineista.

Fotosynteesiprosessien luokittelu

Vihreässä lehdessä tapahtuu kolme tärkeää reaktiota. Ne edustavat fotosynteesiä. Taulukkoa, johon nämä reaktiot kirjataan, käytetään biologian tutkimuksessa. Sen rivit sisältävät:

Fotosynteesi;
- kaasunvaihto;
- veden haihtuminen.

Kasvissa päivänvalossa tapahtuvat fysikaalis-kemialliset reaktiot sallivat vihreiden lehtien vapauttaa hiilidioksidia ja happea. Pimeässä - vain ensimmäinen näistä kahdesta komponentista.

Joissakin kasveissa klorofyllin synteesi tapahtuu jopa heikossa ja hajanaisessa valaistuksessa.

Päävaiheet

Fotosynteesissä on kaksi vaihetta, jotka liittyvät läheisesti toisiinsa. Ensimmäisessä vaiheessa valonsäteiden energia muunnetaan korkeaenergisiksi yhdisteiksi ATP:ksi ja yleisimmäisiksi pelkistysaineiksi NADPH. Nämä kaksi elementtiä ovat fotosynteesin ensisijaisia ​​tuotteita.

Toisessa (pimeässä) vaiheessa saatua ATP:tä ja NADPH:ta käytetään hiilidioksidin kiinnittämiseen, kunnes se pelkistyy hiilihydraateiksi. Fotosynteesin kaksi vaihetta eroavat toisistaan ​​paitsi ajallisesti. Niitä esiintyy myös eri tiloissa. Jokaiselle, joka opiskelee aihetta "fotosynteesi" biologiassa, taulukko, jossa on tarkat tiedot näiden kahden vaiheen ominaisuuksista, auttaa ymmärtämään prosessia tarkemmin.

Hapen tuotantomekanismi

Kun kasvit imevät hiilidioksidia, ravinteet syntetisoidaan. Tämä prosessi tapahtuu vihreissä pigmenteissä, joita kutsutaan klorofylleiksi, kun ne altistuvat auringonvalolle. Tämän hämmästyttävän reaktion pääkomponentit ovat:

Valo;
- kloroplastit;
- vesi;
- hiilidioksidi;
- lämpötila.

Fotosynteesin sekvenssi

Kasvit tuottavat happea vaiheittain. Fotosynteesin päävaiheet ovat seuraavat:

Klorofyllien aiheuttama valon absorptio;
- maaperästä saadun veden jakaminen hapeksi ja vedyksi kloroplastien (vihreän pigmentin solunsisäiset organellit) toimesta;
- yhden hapen osan liikkuminen ilmakehään ja toisen kasvien hengitysprosessiin;
- sokerimolekyylien muodostuminen kasvien proteiinirakeissa (pyrenoideissa);
- tärkkelyksen, vitamiinien, rasvojen jne. sokerin ja typen sekoittamisen seurauksena.

Huolimatta siitä, että fotosynteesi vaatii auringonvaloa, tämä reaktio voi tapahtua myös keinovalossa.

Kasviston rooli maapallolla

Vihreässä lehdessä tapahtuvat perusprosessit ovat jo täysin tutkittu biologian tieteessä. Fotosynteesin merkitys biosfäärille on valtava. Tämä on ainoa reaktio, joka johtaa vapaan energian määrän kasvuun.

Fotosynteesin aikana muodostuu vuosittain sataviisikymmentä miljardia tonnia orgaanisia aineita. Lisäksi tänä aikana kasvit vapauttavat lähes 200 miljoonaa tonnia happea. Tältä osin voidaan väittää, että fotosynteesin rooli on valtava koko ihmiskunnalle, koska tämä prosessi toimii pääasiallisena energialähteenä maan päällä.

Ainutlaatuisen fysikaalis-kemiallisen reaktion prosessissa tapahtuu hiilen, hapen ja monien muiden alkuaineiden kierto. Tämä merkitsee toista tärkeää fotosynteesin merkitystä luonnossa. Tämä reaktio säilyttää tietyn ilmakehän koostumuksen, jossa elämä maapallolla on mahdollista.

Kasveissa tapahtuva prosessi rajoittaa hiilidioksidin määrää estäen sitä kerääntymästä lisääntyneinä pitoisuuksina. Tämä on myös tärkeä rooli fotosynteesissä. Maapallolla vihreiden kasvien ansiosta niin kutsuttua kasvihuoneilmiötä ei synny. Flora suojaa planeettamme luotettavasti ylikuumenemiselta.

Kasvisto ravinnon perustana

Fotosynteesin rooli on tärkeä metsätaloudelle ja maataloudelle. Kasvimaailma on ravintopohja kaikille heterotrofisille organismeille. Fotosynteesin merkitys ei kuitenkaan piile vain hiilidioksidin imeytymisessä vihreiden lehtien toimesta ja sellaisen ainutlaatuisen reaktion lopputuotteen kuin sokerin tuottamisessa. Kasvit pystyvät muuttamaan typpi- ja rikkiyhdisteitä aineiksi, jotka muodostavat niiden kehon.

Miten tämä tapahtuu? Mikä on fotosynteesin merkitys kasveille? Tämä prosessi suoritetaan tuottamalla kasvi nitraatti-ioneja. Näitä alkuaineita löytyy maaperän vedestä. Ne tulevat kasviin juurijärjestelmän kautta. Vihreän organismin solut prosessoivat nitraatti-ioneja aminohapoiksi, jotka muodostavat proteiiniketjuja. Fotosynteesiprosessi tuottaa myös rasvakomponentteja. Ne ovat tärkeitä vara-aineita kasveille. Siten monien hedelmien siemenet sisältävät ravitsevaa öljyä. Tämä tuote on tärkeä myös ihmisille, koska sitä käytetään elintarvike- ja maatalousteollisuudessa.

Fotosynteesin rooli kasvinviljelyssä

Maatalousyritysten maailmankäytännössä kasvien kehityksen ja kasvun perusmallien tutkimisen tuloksia käytetään laajasti. Kuten tiedät, sadon muodostumisen perusta on fotosynteesi. Sen intensiteetti puolestaan ​​​​riippuu viljelykasvien vesijärjestelmästä sekä niiden mineraaliravinnosta. Miten ihminen saa aikaan kasvun satotiheyden ja lehtien koon lisäämisessä niin, että kasvi hyödyntää mahdollisimman paljon auringon energiaa ja ottaa hiilidioksidia ilmakehästä? Tämän saavuttamiseksi viljelykasvien kivennäisravinnon ja vesihuollon olosuhteet optimoidaan.

On tieteellisesti todistettu, että sato riippuu vihreiden lehtien pinta-alasta sekä niissä tapahtuvien prosessien intensiteetistä ja kestosta. Mutta samaan aikaan satotiheyden lisääntyminen johtaa lehtien varjostukseen. Auringonvalo ei pääse tunkeutumaan niihin, ja ilmamassojen ilmanvaihdon heikkenemisen vuoksi hiilidioksidia pääsee pieninä määrinä. Tämän seurauksena fotosynteesiprosessin aktiivisuus laskee ja kasvien tuottavuus heikkenee.

Fotosynteesin rooli biosfäärissä

Karkeimpien arvioiden mukaan vain Maailman valtameren vesissä elävät autotrofiset kasvit muuttavat vuosittain 20–155 miljardia tonnia hiiltä orgaaniseksi aineeksi. Ja tämä huolimatta siitä, että he käyttävät auringonsäteiden energiaa vain 0,11%. Mitä tulee maanpäällisiin kasveihin, ne imevät vuosittain 16–24 miljardia tonnia hiiltä. Kaikki nämä tiedot osoittavat vakuuttavasti, kuinka tärkeää fotosynteesi on luonnossa. Vain tämän reaktion seurauksena ilmakehä täydentyy elämälle välttämättömällä molekyylihapella, jota tarvitaan palamiseen, hengitykseen ja erilaisiin teollisiin toimiin. Jotkut tutkijat uskovat, että kun hiilidioksiditasot ilmakehässä lisääntyvät, fotosynteesin nopeus lisääntyy. Samaan aikaan ilmakehä täydentyy puuttuvalla hapella.

Fotosynteesin kosminen rooli

Vihreät kasvit ovat välittäjiä planeettamme ja Auringon välillä. Ne vangitsevat taivaankappaleen energian ja varmistavat elämän olemassaolon planeetallamme.

Fotosynteesi on prosessi, josta voidaan keskustella kosmisessa mittakaavassa, koska se aikoinaan vaikutti planeettamme kuvan muutokseen. Vihreissä lehdissä tapahtuvan reaktion ansiosta auringonsäteiden energia ei hajoa avaruuteen. Se muuttuu vasta muodostuneiden orgaanisten aineiden kemialliseksi energiaksi.

Ihmisyhteiskunta tarvitsee fotosynteesin tuotteita paitsi ruokaan, myös taloudelliseen toimintaan.

Ihmiskunnalle eivät kuitenkaan ole tärkeitä vain ne auringonsäteet, jotka tällä hetkellä putoavat maapallollemme. Ne fotosynteesin tuotteet, jotka saatiin miljoonia vuosia sitten, ovat äärimmäisen välttämättömiä elämälle ja tuotantotoiminnalle. Niitä löytyy planeetan suolistosta kivihiilen, palavan kaasun ja öljyn sekä turvekerrosten muodossa.