Postoje tri vrste plastida:

• kloroplasti- zelena, funkcija - fotosinteza
• kromoplasti- crvena i žuta, trošni su kloroplasti, mogu dati svijetlu boju laticama i plodovima.
• leukoplasti- bezbojan, funkcija - zaliha tvari.

Građa kloroplasta

prekriven s dvije opne. Vanjska membrana je glatka, unutarnja ima izrasline iznutra - tilakoide. Hrpe kratkih tilakoida nazivaju se žitarica, povećavaju površinu unutarnje membrane kako bi se na njoj smjestilo što više enzima fotosinteze.

Unutarnji okoliš kloroplasta naziva se stroma. Sadrži kružnu DNA i ribosome, zbog kojih kloroplasti samostalno čine dio proteina za sebe, stoga se nazivaju poluautonomnim organelima. (Vjeruje se da su raniji plastidi bili slobodne bakterije koje su velike stanice apsorbirale, ali nisu bile probavljene.)

Fotosinteza (jednostavna)

U zelenom lišću na svjetlu
U kloroplastima s klorofilom
Od ugljičnog dioksida i vode
Sintetiziraju se glukoza i kisik.

Fotosinteza (srednja težina)

1. Lagana faza.
Javlja se na svjetlu u zrncima kloroplasta. Pod djelovanjem svjetlosti dolazi do razgradnje (fotolize) vode, dobiva se kisik koji se emitira, kao i atomi vodika (NADP-H) i ATP energija koja se koristi u sljedećoj fazi.

2. Tamna faza.
Javlja se i na svjetlu i u mraku (svjetlo nije potrebno), u stromi kloroplasta. Iz ugljičnog dioksida dobivenog iz okoline i atoma vodika dobivenih u prethodnom stupnju, zahvaljujući energiji ATP-a dobivenog u prethodnom stupnju, sintetizira se glukoza.

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Stanični organel koji sadrži molekulu DNA
1) ribosom
2) kloroplast
3) stanično središte
4) Golgijev kompleks

Odgovor

Odaberite jednu, najispravniju opciju. U sintezi koje tvari sudjeluju atomi vodika u tamnoj fazi fotosinteze?
1) NADF-2N
2) glukoza
3) ATP
4) voda

Odgovor

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Koja stanična organela sadrži DNA
1) vakuola
2) ribosom
3) kloroplast
4) lizosom

Odgovor

Odaberite jednu, najispravniju opciju. U stanicama se primarna sinteza glukoze odvija u
1) mitohondriji
2) endoplazmatski retikulum
3) Golgijev kompleks
4) kloroplasti

Odgovor

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Molekule kisika u procesu fotosinteze nastaju razgradnjom molekula
1) ugljični dioksid
2) glukoza
3) ATP
4) voda

Odgovor

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Proces fotosinteze treba smatrati jednom od važnih karika u ciklusu ugljika u biosferi, budući da tijekom
1) biljke unose ugljik iz nežive prirode u živu
2) biljke ispuštaju kisik u atmosferu
3) organizmi ispuštaju ugljični dioksid tijekom disanja
4) industrijska proizvodnja nadopunjuje atmosferu ugljičnim dioksidom

Odgovor

Odaberite jednu, najispravniju opciju. Jesu li sljedeće tvrdnje o fotosintezi točne? A) U svjetlosnoj fazi energija svjetlosti se pretvara u energiju kemijskih veza glukoze. B) Reakcije tamne faze odvijaju se na tilakoidnim membranama u koje ulaze molekule ugljičnog dioksida.
1) samo A je istinito
2) samo je B istinito
3) obje tvrdnje su točne
4) obje su presude pogrešne

Odgovor

KLOROPLAST
1. Svi dolje navedeni znakovi, osim dva, mogu se koristiti za opisivanje strukture i funkcija kloroplasta. Prepoznajte dva znaka koja "ispadaju" s općeg popisa i zapišite brojeve pod kojima su označeni.
1) je dvomembranski organoid
2) ima svoju zatvorenu molekulu DNA
3) je poluautonomni organoid
4) tvori diobeno vreteno
5) ispunjen staničnim sokom sa saharozom

Odgovor

2. Odaberite tri značajke građe i funkcije kloroplasta
1) unutarnje membrane tvore kriste
2) u zrncima se odvijaju mnoge reakcije
3) u njima se javlja sinteza glukoze
4) su mjesto sinteze lipida
5) sastoji se od dvije različite čestice
6) dvomembranske organele

Odgovor

3. Odaberite tri točna odgovora od šest i zapišite brojeve pod kojima su označeni. U kloroplastima biljnih stanica odvijaju se sljedeći procesi:
1) hidroliza polisaharida
2) razgradnja pirogrožđane kiseline
3) fotoliza vode
4) razgradnju masti do masnih kiselina i glicerola
5) sinteza ugljikohidrata
6) Sinteza ATP-a

Odgovor

KLOROPLASTI OSIM
1. Dolje navedeni pojmovi, osim dva, koriste se za opisivanje plastida. Prepoznajte dva pojma koja “ispadaju” iz općeg popisa i zapišite brojeve pod kojima su navedeni u tablici.
1) pigment
2) glikokaliks
3) grana
4) krista
5) tilakoid

Odgovor

2. Sve dolje navedene značajke, osim dvije, mogu se koristiti za opisivanje kloroplasta. Prepoznajte dva znaka koja "ispadaju" s općeg popisa i zapišite brojeve pod kojima su označeni.
1) dvomembranske organele
2) koristiti energiju svjetlosti za stvaranje organskih tvari
3) unutarnje membrane tvore kriste
4) na membranama krista sintetizira se glukoza
5) polazne tvari za sintezu ugljikohidrata su ugljikov dioksid i voda

Odgovor

STROMA - TILAKOID
Uspostavite korespondenciju između procesa i njihove lokalizacije u kloroplastima: 1) stroma, 2) tilakoid. Zapišite brojeve 1 i 2 redom koji odgovara slovima.
A) korištenje ATP-a
B) fotoliza vode
B) ekscitacija klorofila
D) nastanak pentoze
D) prijenos elektrona duž lanca enzima

Odgovor

1. Dolje navedeni znakovi, osim dva, koriste se za opisivanje strukture i funkcija prikazanog staničnog organoida. Prepoznajte dva znaka koja "ispadaju" s općeg popisa i zapišite brojeve pod kojima su označeni.

2) nakuplja molekule ATP-a
3) osigurava fotosintezu

5) ima poluautonomiju

Odgovor

2. Svi dolje navedeni znakovi, osim dva, mogu se koristiti za opisivanje staničnog organoida prikazanog na slici. Prepoznajte dva znaka koja "ispadaju" s općeg popisa i zapišite brojeve pod kojima su označeni.
1) jednomembranski organoid
2) sastoji se od krista i kromatina
3) sadrži kružnu DNK
4) sintetizira vlastiti protein
5) sposoban za diobu

Odgovor

Dolje navedeni znakovi, osim dva, koriste se za opisivanje strukture i funkcija prikazanog staničnog organoida. Prepoznajte dva znaka koja "ispadaju" s općeg popisa i zapišite brojeve pod kojima su označeni.
1) cijepa biopolimere u monomere
2) nakuplja molekule ATP-a
3) osigurava fotosintezu
4) odnosi se na dvomembranske organele
5) ima poluautonomiju

Odgovor

SVJETLO
1. Odaberite dva točna odgovora od pet i zapišite brojeve pod kojima su označeni. U svjetlosnoj fazi fotosinteze u stanici
1) kisik nastaje kao rezultat razgradnje molekula vode
2) ugljikohidrati se sintetiziraju iz ugljičnog dioksida i vode
3) polimerizacija molekula glukoze javlja se uz stvaranje škroba
4) Sintetizirane su molekule ATP-a
5) energija molekula ATP-a troši se na sintezu ugljikohidrata

Odgovor

2. Iz općeg popisa odredi tri točne tvrdnje i u tablicu upiši brojeve pod kojima su označene. Tijekom svjetlosne faze fotosinteze,
1) fotoliza vode


4) kombinacija vodika s nosačem NADP +

Odgovor

SVJETLO OSIM
1. Svi dolje navedeni znakovi, osim dva, mogu se koristiti za određivanje procesa svjetlosne faze fotosinteze. Prepoznajte dva znaka koja "ispadaju" s općeg popisa i zapišite brojeve pod kojima su označeni.
1) fotoliza vode
2) redukcija ugljičnog dioksida u glukozu
3) sinteza molekula ATP-a zahvaljujući energiji sunčeve svjetlosti
4) stvaranje molekularnog kisika
5) korištenje energije molekula ATP-a za sintezu ugljikohidrata

Odgovor

2. Svi dolje navedeni znakovi, osim dva, mogu se koristiti za opisivanje svjetlosne faze fotosinteze. Prepoznajte dva znaka koja "ispadaju" s općeg popisa i zapišite brojeve pod kojima su označeni.
1) nastaje nusprodukt - kisik
2) javlja se u stromi kloroplasta
3) vezanje ugljičnog dioksida
4) Sinteza ATP-a
5) fotoliza vode

Odgovor

3. Svi dolje navedeni znakovi, osim dva, koriste se za opisivanje faze fotosinteze prikazane na slici. Prepoznajte dva znaka koja "ispadaju" s općeg popisa i zapišite brojeve pod kojima su označeni. U ovoj fazi
1) dolazi do sinteze glukoze
2) započinje Calvinov ciklus
3) Sintetizira se ATP
4) dolazi do fotolize vode
5) vodik se spaja s NADP

Odgovor

MRAČNO
Odaberite tri mogućnosti. Tamnu fazu fotosinteze karakterizira
1) tijek procesa na unutarnjim membranama kloroplasta
2) sinteza glukoze
3) fiksacija ugljičnog dioksida
4) tijek procesa u stromi kloroplasta
5) prisutnost fotolize vode
6) stvaranje ATP-a

Odgovor

DARK OSIM
1. Koncepti navedeni u nastavku, osim dva, koriste se za opisivanje tamne faze fotosinteze. Prepoznajte dva pojma koja "ispadaju" s općeg popisa i zapišite brojeve pod kojima su označeni.

2) fotoliza
3) oksidacija NADP 2H
4) grana
5) stroma

Odgovor

2. Svi dolje navedeni znakovi, osim dva, koriste se za opisivanje tamne faze fotosinteze. Prepoznajte dva znaka koja "ispadaju" s općeg popisa i zapišite brojeve pod kojima su označeni.
1) stvaranje kisika
2) fiksacija ugljičnog dioksida
3) korištenje ATP energije
4) sinteza glukoze
5) ekscitacija klorofila

Odgovor

SVIJETLO TAMNO
1. Uspostavite korespondenciju između procesa fotosinteze i faze u kojoj se odvija: 1) svjetlo, 2) tamno. Napiši brojeve 1 i 2 pravilnim redoslijedom.
A) stvaranje NADP-2H molekula
B) oslobađanje kisika
C) sinteza monosaharida
D) sinteza molekula ATP-a
D) dodavanje ugljičnog dioksida ugljikohidratu

Odgovor

2. Uspostavite korespondenciju između karakteristike i faze fotosinteze: 1) svjetlo, 2) tamno. Napiši brojeve 1 i 2 pravilnim redoslijedom.
A) fotoliza vode
B) fiksacija ugljičnog dioksida
C) cijepanje molekula ATP-a
D) ekscitacija klorofila svjetlosnim kvantima
D) sinteza glukoze

Odgovor

3. Uspostavite korespondenciju između procesa fotosinteze i faze u kojoj se odvija: 1) svjetlo, 2) tama. Napiši brojeve 1 i 2 u pravilnom nizu.
A) nastanak NADP * 2H molekula
B) oslobađanje kisika
B) sinteza glukoze
D) sinteza molekula ATP-a
D) obnavljanje ugljičnog dioksida

Odgovor

4. Uspostavite korespondenciju između procesa i faze fotosinteze: 1) svjetlo, 2) tamno. Zapišite brojeve 1 i 2 redom koji odgovara slovima.
A) polimerizacija glukoze
B) vezanje ugljičnog dioksida
B) Sinteza ATP-a
D) fotoliza vode
E) nastanak atoma vodika
E) sinteza glukoze

Odgovor

5. Uspostavite korespondenciju između faza fotosinteze i njihovih karakteristika: 1) svjetlo, 2) tamno. Zapišite brojeve 1 i 2 redom koji odgovara slovima.
A) vrši se fotoliza vode
B) Nastaje ATP
B) kisik se oslobađa u atmosferu
D) nastavlja s trošenjem ATP energije
D) Reakcije se mogu odvijati i na svjetlu i u mraku.

Odgovor

6 sub. Uspostavite korespondenciju između faza fotosinteze i njihovih karakteristika: 1) svjetlo, 2) tamno. Zapišite brojeve 1 i 2 redom koji odgovara slovima.
A) obnova NADP +
B) transport vodikovih iona kroz membranu
B) odvija se u zrncima kloroplasta
D) sintetiziraju se molekule ugljikohidrata
D) elektroni klorofila prelaze na višu energetsku razinu
E) Troši se ATP energija

Odgovor

OBLIKOVANJE 7:
A) kretanje pobuđenih elektrona
B) konverzija NADP-2R u NADP+
C) oksidacija NADP H
D) nastaje molekulski kisik
D) procesi se odvijaju u stromi kloroplasta

PODSEKVENCIJA
1. Postavite točan redoslijed procesa koji se odvijaju tijekom fotosinteze. Upiši u tablicu brojeve pod kojima su označeni.
1) Korištenje ugljičnog dioksida
2) Stvaranje kisika
3) Sinteza ugljikohidrata
4) Sinteza ATP molekula
5) Ekscitacija klorofila

Odgovor

2. Postavite točan redoslijed procesa fotosinteze.
1) pretvorba Sunčeve energije u ATP energiju
2) stvaranje pobuđenih elektrona klorofila
3) fiksacija ugljičnog dioksida
4) stvaranje škroba
5) pretvaranje energije ATP u energiju glukoze

Odgovor

3. Postavite slijed procesa koji se odvijaju tijekom fotosinteze. Zapiši odgovarajući niz brojeva.
1) fiksacija ugljičnog dioksida
2) Razgradnja ATP-a i oslobađanje energije
3) sinteza glukoze
4) sinteza molekula ATP
5) ekscitacija klorofila

Odgovor

FOTOSINTEZA
Odaberite stanične organele i njihove strukture uključene u proces fotosinteze.
1) lizosomi
2) kloroplasti
3) tilakoidi
4) žitarice
5) vakuole
6) ribosomi

Odgovor

FOTOSINTEZA OSIM
Sve sljedeće značajke, osim dvije, mogu se koristiti za opisivanje procesa fotosinteze. Odredite dvije značajke koje "ispadaju" s općeg popisa i zapišite u odgovoru brojeve pod kojima su označene.
1) Za izvođenje procesa koristi se svjetlosna energija.
2) Proces se odvija u prisutnosti enzima.
3) Središnju ulogu u procesu ima molekula klorofila.
4) Proces je popraćen raspadom molekule glukoze.
5) Proces se ne može dogoditi u prokariotskim stanicama.

Odgovor

Analizirajte tablicu. Popunite prazna polja tablice koristeći pojmove i termine navedene u popisu. Za svaku ćeliju označenu slovima odaberite odgovarajući pojam s ponuđenog popisa.
1) tilakoidne membrane
2) svijetla faza
3) fiksacija anorganskog ugljika
4) fotosinteza vode
5) tamna faza
6) stanična citoplazma

Odgovor

Analizirajte tablicu "Reakcije fotosinteze". Za svako slovo odaberite odgovarajući pojam s ponuđenog popisa.
1) oksidativna fosforilacija
2) oksidacija NADP-2H
3) tilakoidne membrane
4) glikoliza
5) dodavanje ugljičnog dioksida na pentozu
6) stvaranje kisika
7) stvaranje ribuloza difosfata i glukoze
8) sinteza 38 ATP

Odgovor

Umetnite u tekst "Sinteza organskih tvari u biljci" pojmove koji nedostaju iz predloženog popisa, koristeći za to digitalne simbole. Zapišite odabrane brojeve redoslijedom koji odgovara slovima. Biljke pohranjuju energiju potrebnu za preživljavanje u obliku organske tvari. Te se tvari sintetiziraju tijekom __________ (A). Taj se proces odvija u stanicama lista u __________ (B) - posebnim zelenim plastidima. Sadrže posebnu zelenu tvar - __________ (B). Preduvjet za nastanak organskih tvari uz vodu i ugljikov dioksid je __________ (D).
Popis pojmova:
1) disanje
2) isparavanje
3) leukoplast
4) hrana
5) svjetlo
6) fotosinteza
7) kloroplast
8) klorofil

Odgovor

Uspostavite podudarnost između faza procesa i procesa: 1) fotosinteza, 2) biosinteza proteina. Napiši brojeve 1 i 2 pravilnim redoslijedom.
A) oslobađanje slobodnog kisika
B) stvaranje peptidnih veza između aminokiselina
C) Sinteza mRNA na DNA
D) proces prevođenja
D) obnova ugljikohidrata
E) konverzija NADP+ u NADP 2H

Odgovor

© D.V. Pozdnjakov, 2009-2019

Jeste li znali da je svaki zeleni list minijaturna "tvornica" hranjivih tvari i kisika koji je neophodan za normalan život ne samo životinja, već i ljudi. Fotosinteza je proces proizvodnje tih tvari iz vode i ugljičnog dioksida iz atmosfere. Ovo je vrlo složen kemijski proces koji se odvija uz sudjelovanje svjetlosti. Bez sumnje, svi su zainteresirani za to kako se odvija proces fotosinteze. Proces se sastoji od dvije faze: prva faza je apsorpcija kvanta svjetlosti, a druga faza je korištenje njihove energije u različitim kemijskim reakcijama.

Kako se odvija proces fotosinteze?
Biljke apsorbiraju svjetlost uz pomoć zelene tvari koja se zove klorofil. Klorofil se nalazi u kloroplastima koji se nalaze u plodovima i stabljikama. Ali posebno veliki broj njih nalazi se u listićima, jer letak, zbog svoje prilično jednostavne strukture, može privući veliku količinu svjetlosti, a time i primiti mnogo više energije za proces fotosinteze.
Klorofil se nakon apsorpcije nalazi u pobuđenom stanju i predaje energiju drugim molekulama biljnog organizma, a primaju je posebno one koje izravno sudjeluju u fotosintezi. Druga faza procesa fotosinteze odvija se bez obveznog sudjelovanja svjetlosti i sastoji se u dobivanju kemijske veze uz sudjelovanje ugljičnog dioksida, koji se dobiva iz vode i zraka. U ovoj fazi dolazi do sinteze raznih vrlo korisnih tvari za život, poput glukoze i škroba.

Same biljke koriste te organske tvari za ishranu raznih svojih dijelova, kao i za održavanje normalnog života. Osim toga, te tvari dobivaju i životinje koje se hrane biljkama. Osoba prima ove tvari jedući proizvode biljnog i životinjskog podrijetla.

Uvjeti fotosinteze
Proces fotosinteze može se dogoditi ne samo pod utjecajem umjetne svjetlosti, već i sunčeve svjetlosti. U prirodi, u pravilu, biljke intenzivno obavljaju svoje aktivnosti u proljetno-ljetnom razdoblju, odnosno u vrijeme kada je potrebno puno sunčeve svjetlosti. U jesen je manje svjetla, dan je skraćen, lišće žuti, a zatim otpada. Ali čim se pojavi toplo proljetno sunce, zeleno lišće se budi i zelene "tvornice" ponovno počinju s radom kako bi osigurale veliku količinu hranjivih tvari i kisika koji su tako potrebni za život.

Gdje se odvija proces fotosinteze?
Fotosinteza se uglavnom odvija, kao što smo gore rekli, ako se sjećate, u listovima biljaka, iz razloga što oni imaju sposobnost preuzimanja velike količine svjetlosti, koja je toliko potrebna za proces fotosinteze.

Zaključno, možemo sažeti i reći da je takav proces kao što je fotosinteza sastavni dio biljnog života. Nadamo se da je naš članak pomogao mnogima da shvate što je fotosinteza i zašto je potrebna.

Povijest otkrića nevjerojatnog i tako životno važnog fenomena kao što je fotosinteza ukorijenjena je duboko u prošlost. Prije više od četiri stoljeća, 1600. godine, belgijski znanstvenik Jan Van - Helmont postavio je jednostavan eksperiment. Vrbovu grančicu stavio je u vreću s 80 kg zemlje. Znanstvenik je zabilježio početnu težinu vrbe, a zatim je pet godina biljku zalijevao isključivo kišnicom. Kakvo je bilo iznenađenje Jana Van - Helmonta kada je ponovno izvagao vrbu. Težina biljke povećala se za 65 kg, a masa zemlje smanjila se za samo 50 grama! Odakle je biljka dobila 64 kg 950 g hranjivih tvari za znanstvenika je ostala misterija!

Sljedeći značajan eksperiment na putu otkrića fotosinteze pripadao je engleskom kemičaru Josephu Priestleyu. Znanstvenik je pod kapu stavio miša, a nakon pet sati glodavac je uginuo. Kada je Priestley stavio grančicu mente uz miša i također pokrio glodavca kapom, miš je ostao živ. Ovaj eksperiment doveo je znanstvenika do ideje da postoji proces suprotan disanju. Jan Ingenhaus je 1779. godine utvrdio činjenicu da su samo zeleni dijelovi biljaka sposobni oslobađati kisik. Tri godine kasnije švicarski znanstvenik Jean Senebier dokazao je da se ugljični dioksid pod utjecajem sunčeve svjetlosti raspada u zelenim organelama biljaka. Samo pet godina kasnije, francuski znanstvenik Jacques Bussingault, provodeći laboratorijska istraživanja, otkrio je činjenicu da se apsorpcija vode od strane biljaka događa i tijekom sinteze organskih tvari. Značajno otkriće 1864. godine napravio je njemački botaničar Julius Sachs. Uspio je dokazati da se volumen potrošenog ugljičnog dioksida i oslobođenog kisika javlja u omjeru 1:1.

Fotosinteza je jedan od najvažnijih bioloških procesa

U znanstvenom smislu, fotosinteza (od starogrčkog φῶς - svjetlost i σύνθεσις - veza, vezivanje) je proces u kojem iz ugljičnog dioksida i vode na svjetlu nastaju organske tvari. Glavnu ulogu u tom procesu imaju fotosintetski segmenti.

Slikovito govoreći, list biljke može se usporediti s laboratorijem, čiji prozori gledaju na sunčanu stranu. U njemu dolazi do stvaranja organskih tvari. Ovaj proces je osnova za postojanje cjelokupnog života na Zemlji.

Mnogi će se s razlogom zapitati: što dišu ljudi koji žive u gradu, gdje ne samo drveće, a ni vlati trave ne možete pronaći danju s vatrom. Odgovor je vrlo jednostavan. Činjenica je da kopnene biljke čine samo 20% kisika koji biljke oslobađaju. Alge igraju veliku ulogu u proizvodnji kisika u atmosferi. Oni čine 80% proizvedenog kisika. Jezikom brojki, i biljke i alge svake godine ispuste 145 milijardi tona (!) kisika u atmosferu! Nije ni čudo da se svjetski oceani nazivaju "plućima planeta".

Opća formula za fotosintezu je sljedeća:

Voda + ugljični dioksid + svjetlo → ugljikohidrati + kisik

Zašto je biljkama potrebna fotosinteza?

Kao što smo shvatili, fotosinteza je nužan uvjet za postojanje čovjeka na Zemlji. No, to nije jedini razlog zašto fotosintetski organizmi aktivno proizvode kisik u atmosferu. Činjenica je da i alge i biljke godišnje stvaraju više od 100 milijardi organskih tvari (!), koje čine osnovu njihove životne aktivnosti. Sjećajući se eksperimenta Jana Van Helmonta, shvaćamo da je fotosinteza osnova prehrane biljaka. Znanstveno je dokazano da 95% usjeva određuju organske tvari koje biljka dobiva u procesu fotosinteze, a 5% - ona mineralna gnojiva koja vrtlar unosi u tlo.

Moderni ljetni stanovnici usredotočuju se na ishranu biljaka u tlu, zaboravljajući na njegovu prehranu zrakom. Nije poznato kakvu bi žetvu vrtlari mogli dobiti ako su obratili pozornost na proces fotosinteze.

Međutim, ni biljke ni alge ne bi mogle tako aktivno proizvoditi kisik i ugljikohidrate da nemaju nevjerojatan zeleni pigment - klorofil.

Tajna zelenog pigmenta

Glavna razlika između biljnih stanica i stanica drugih živih organizama je prisutnost klorofila. Usput, upravo je on krivac činjenice da je lišće biljaka obojeno upravo zelenom bojom. Ovaj složeni organski spoj ima jedno nevjerojatno svojstvo: može apsorbirati sunčevu svjetlost! Zahvaljujući klorofilu, proces fotosinteze postaje moguć.

Dvije faze fotosinteze

Jednostavno rečeno, fotosinteza je proces u kojem voda i ugljikov dioksid koje biljka apsorbira na svjetlu uz pomoć klorofila tvore šećer i kisik. Tako se anorganske tvari čudesno pretvaraju u organske. Dobiveni šećer je izvor energije za biljke.

Fotosinteza ima dvije faze: svijetlu i tamnu.

Svjetlosna faza fotosinteze

Javlja se na tilakoidnim membranama.

Tilakoidi su strukture omeđene membranom. Nalaze se u stromi kloroplasta.

Redoslijed događaja svjetlosne faze fotosinteze:

1. Svjetlost pogađa molekulu klorofila, koju zatim apsorbira zeleni pigment i dovodi je u pobuđeno stanje. Elektron uključen u molekulu ide na višu razinu, sudjeluje u procesu sinteze.
2. Postoji cijepanje vode, pri čemu se protoni pod utjecajem elektrona pretvaraju u atome vodika. Nakon toga se troše na sintezu ugljikohidrata.
3. U završnoj fazi svjetlosnog stadija sintetizira se ATP (adenozin trifosfat). Ovo je organska tvar koja igra ulogu univerzalnog akumulatora energije u biološkim sustavima.

Tamna faza fotosinteze

Mjesto tamne faze je stroma kloroplasta. Tijekom tamne faze oslobađa se kisik i sintetizira glukoza. Mnogi će pomisliti da je ova faza dobila takav naziv jer se procesi koji se odvijaju unutar ove faze odvijaju isključivo noću. Zapravo, to nije posve točno. Sinteza glukoze odvija se 24 sata dnevno. Činjenica je da se u ovoj fazi svjetlosna energija više ne troši, što znači da jednostavno nije potrebna.

Važnost fotosinteze za biljke

Već smo utvrdili činjenicu da biljke fotosintezu trebaju ništa manje nego mi. O razmjerima fotosinteze vrlo je lako govoriti jezikom brojki. Znanstvenici su izračunali da samo kopnene biljke pohranjuju toliko sunčeve energije koliko bi 100 megagradova moglo potrošiti u roku od 100 godina!

Disanje biljaka je proces suprotan fotosintezi. Smisao disanja biljaka je oslobađanje energije u procesu fotosinteze i usmjeravanje za potrebe biljaka. Jednostavno rečeno, žetva je razlika između fotosinteze i disanja. Što je više fotosinteze i manje disanja, to je veća žetva i obrnuto!

Fotosinteza je nevjerojatan proces koji omogućuje život na Zemlji!

U prirodi, pod utjecajem sunčeve svjetlosti, odvija se vitalni proces bez kojeg nijedno živo biće na planeti Zemlji ne može. Kao rezultat reakcije oslobađa se kisik u zrak koji udišemo. Taj se proces naziva fotosinteza. Što je fotosinteza sa znanstvenog gledišta i što se događa u kloroplastima biljnih stanica, razmotrit ćemo u nastavku.

Fotosinteza je u biologiji pretvorba organskih tvari i kisika iz anorganskih spojeva pod utjecajem sunčeve energije. Karakterističan je za sve fotoautotrofe, koji su sposobni sami proizvoditi organske spojeve.

Takvi organizmi uključuju biljke, zelene, ljubičaste bakterije, cijanobakterije (modrozelene alge).

Biljke su fotoautotrofi koji apsorbiraju vodu iz tla i ugljikov dioksid iz zraka. Pod utjecajem sunčeve energije nastaje glukoza, koja se potom pretvara u polisaharid - škrob, neophodan biljnim organizmima za prehranu i stvaranje energije. U okoliš se ispušta kisik – važna tvar koju koriste svi živi organizmi za disanje.

Kako se odvija fotosinteza. Kemijska reakcija može se prikazati pomoću sljedeće jednadžbe:

6CO2 + 6H2O + E = C6H12O6 + 6O2

Reakcije fotosinteze odvijaju se u biljkama na staničnoj razini, naime u kloroplastima koji sadrže glavni pigment klorofil. Ovaj spoj ne samo da biljkama daje zelenu boju, već i aktivno sudjeluje u samom procesu.

Da biste bolje razumjeli proces, morate se upoznati sa strukturom zelenih organela - kloroplasta.

Građa kloroplasta

Kloroplasti su stanične organele koje nalazimo samo u biljnim organizmima, cijanobakterijama. Svaki kloroplast prekriven je dvostrukom membranom: vanjskom i unutarnjom. Unutarnji dio kloroplasta ispunjen je stromom - glavnom tvari koja konzistencijom nalikuje citoplazmi stanice.

Građa kloroplasta

Stroma kloroplasta sastoji se od:

• tilakoidi - strukture nalik ravnim vrećicama koje sadrže pigment klorofil;
• gran - skupine tilakoida;
• lamela – tubuli koji spajaju granu tilakoida.

Svaki grana izgleda kao hrpa novčića, gdje je svaki novčić tilakoid, a lamela je polica na kojoj su položene granate. Osim toga, kloroplasti imaju vlastitu genetsku informaciju, koju predstavljaju dvolančane niti DNK, kao i ribosome koji sudjeluju u sintezi proteina, uljnih kapi, škrobnih zrnaca.

Korisni video: fotosinteza

Glavne faze

Fotosinteza ima dvije izmjenične faze: svijetlu i tamnu. Svaki ima svoje karakteristike toka i produkte koji nastaju tijekom određenih reakcija. Dva fotosustava, nastala od pomoćnih pigmenata koji skupljaju svjetlost, klorofila i karotenoida, prenose energiju glavnom pigmentu. Kao rezultat, svjetlosna energija se pretvara u kemijsku energiju - ATP (adenozin trifosforna kiselina). Što se događa u procesu fotosinteze.

Svjetleće

Svjetlosna faza nastaje kada svjetlosni fotoni pogode biljku. U kloroplastu se nastavlja na membranama tilakoida.

Glavni procesi:

1. Pigmenti fotosustava I počinju "upijati" fotone sunčeve energije koji se prenose u reakcijski centar.
2. Pod djelovanjem svjetlosnih fotona elektroni se "pobuđuju" u molekuli pigmenta (klorofil).
3. "Pobuđeni" elektron prenosi se na vanjsku membranu tilakoida uz pomoć transportnih proteina.
4. Isti elektron stupa u interakciju s kompleksnim spojem NADP (nikotinamid adenin dinukleotid fosfat), reducirajući ga u NADP * H2 (ovaj spoj je uključen u tamnu fazu).

Slični se procesi događaju iu fotosustavu II. “Pobuđeni” elektroni napuštaju reakcijski centar i prenose se na vanjsku tilakoidnu membranu, gdje se vežu za akceptor elektrona, vraćaju se u fotosustav I i obnavljaju ga.

Svjetlosna faza fotosinteze

Ali kako se fotosustav II obnavlja? To se događa zbog fotolize vode - reakcije cijepanja H2O. Prvo, molekula vode predaje elektrone reakcijskom centru fotosustava II, zbog čega dolazi do njegove redukcije. Nakon toga dolazi do potpunog cijepanja vode na vodik i kisik. Potonji prodire u okoliš kroz stomate epidermisa lista.

Fotolizu vode možete opisati pomoću jednadžbe:

2H2O \u003d 4H + 4e + O2

Osim toga, tijekom svjetlosne faze sintetiziraju se molekule ATP-a - kemijska energija koja ide na stvaranje glukoze. Tilakoidna membrana sadrži enzimski sustav koji sudjeluje u stvaranju ATP-a. Ovaj proces nastaje kao rezultat činjenice da se vodikov ion prenosi kroz kanal posebnog enzima iz unutarnje ljuske u vanjsku ljusku. Tada se energija oslobađa.

Važno je znati! Tijekom svijetle faze fotosinteze stvara se kisik, kao i energija ATP-a koja se koristi za sintezu monosaharida u tamnoj fazi.

tamno

Reakcije tamne faze odvijaju se neprekidno, čak i u nedostatku sunčeve svjetlosti. Fotosintetske reakcije odvijaju se u stromi (unutarnjem okruženju) kloroplasta. Ovu temu detaljnije je proučavao Melvin Calvin, po kojem se reakcije tamne faze nazivaju Calvinov ciklus, odnosno C3 – put.

Ovaj ciklus se odvija u 3 faze:

1. Karboksilacija.
2. Oporavak.
3. Regeneracija akceptora.

Tijekom karboksilacije, tvar zvana ribuloza bisfosfat spaja se s česticama ugljičnog dioksida. Za to se koristi poseban enzim - karboksilaza. Nastaje nestabilan spoj sa šest atoma ugljika, koji se gotovo odmah dijeli na 2 molekule FHA (fosfoglicerinska kiselina).

Za obnavljanje FHA koristi se energija ATP i NADP * H2, nastala tijekom svjetlosne faze. U uzastopnim reakcijama nastaje trougljični šećer s fosfatnom skupinom.

Tijekom regeneracije akceptora, dio molekula FHA se koristi za redukciju molekula ribuloza bisfosfata, koji je akceptor CO2. Nadalje, u uzastopnim reakcijama, nastaje monosaharid, glukoza. Za sve ove procese koristi se energija ATP-a, formiranog u svjetlosnoj fazi, kao i NADP * H2.

Procesi pretvaranja 6 molekula ugljičnog dioksida u 1 molekulu glukoze zahtijevaju razgradnju 18 molekula ATP i 12 molekula NADP*H2. Ti se procesi mogu opisati pomoću sljedeće jednadžbe:

6CO2 + 24H = C6H12O6 + 6H2O

Nakon toga se iz nastale glukoze sintetiziraju složeniji ugljikohidrati - polisaharidi: škrob, celuloza.

Bilješka! Tijekom fotosinteze tamne faze nastaje glukoza - organska tvar neophodna za ishranu biljaka i stvaranje energije.

Sljedeća tablica fotosinteze pomoći će boljem razumijevanju osnovne suštine ovog procesa.

Usporedna tablica faza fotosinteze

Iako je Calvinov ciklus najtipičniji za tamnu fazu fotosinteze, međutim, za neke tropske biljke karakterističan je Hatch-Slackov ciklus (put C4), koji ima svoje karakteristike. Tijekom karboksilacije u Hatch-Sleckovom ciklusu ne nastaje fosfoglicerinska kiselina, već druge, kao što su: oksaloctena, jabučna, asparaginska. Također, tijekom ovih reakcija ugljični dioksid se nakuplja u biljnim stanicama, a ne izlučuje se tijekom izmjene plinova, kao u većini.

Nakon toga, ovaj plin je uključen u fotosintetske reakcije i stvaranje glukoze. Također je vrijedno napomenuti da C4 put fotosinteze zahtijeva više energije nego Calvinov ciklus. Glavne reakcije, produkti nastanka u Hatch-Slackovom ciklusu ne razlikuju se od Calvinovog ciklusa.

Zbog reakcija Hatch-Slack ciklusa, fotorespiracija se praktički ne pojavljuje u biljkama, jer su stomati epidermisa u zatvorenom stanju. To im omogućuje prilagodbu specifičnim uvjetima staništa:

• intenzivna toplina;
• suha klima;
• povećana slanost staništa;
• nedostatak CO2.

Usporedba svijetle i tamne faze

Vrijednost u prirodi

Zahvaljujući fotosintezi nastaje kisik - vitalna tvar za procese disanja i akumulacije energije unutar stanica, koja živim organizmima omogućuje rast, razvoj, razmnožavanje, a izravno je uključena u rad svih fizioloških sustava čovjeka. tijelo, životinje.

Važno! Od kisika u atmosferi nastaje ozonski omotač koji štiti sve organizme od štetnog djelovanja opasnog ultraljubičastog zračenja.

Koristan video: priprema za ispit iz biologije - fotosinteza

Zaključak

Zahvaljujući sposobnosti sintetiziranja kisika i energije, biljke su proizvođači prva karika u svim hranidbenim lancima. Konzumacijom zelenih biljaka svi heterotrofi (životinje, ljudi) uz hranu dobivaju vitalne resurse. Zahvaljujući procesu koji se odvija u zelenim biljkama i cijanobakterijama, održava se stalan plinski sastav atmosfere i život na zemlji.

U kontaktu s

Fotosinteza je proces koji rezultira stvaranjem i oslobađanjem kisika od strane biljnih stanica i nekih vrsta bakterija.

Osnovni koncept

Fotosinteza nije ništa drugo nego lanac jedinstvenih fizičkih i kemijskih reakcija. Što je? Zelene biljke, kao i neke bakterije, upijaju sunčeve zrake i pretvaraju ih u elektromagnetsku energiju. Krajnji rezultat fotosinteze je energija kemijskih veza različitih organskih spojeva.

U biljci koja je obasjana sunčevim zrakama redoks reakcije se odvijaju određenim slijedom. Voda i vodik, koji su redukcijski donori, prelaze u obliku elektrona na oksidirajući akceptor (ugljični dioksid i acetat). Uslijed toga nastaju reducirani ugljikohidratni spojevi, kao i kisik koji izlučuju biljke.

Povijest proučavanja fotosinteze

Mnogo je tisućljeća čovjek bio uvjeren da se prehrana biljke odvija kroz njezin korijenski sustav kroz tlo. Početkom šesnaestog stoljeća nizozemski prirodoslovac Jan Van Helmont izveo je eksperiment s uzgojem biljke u posudi. Nakon vaganja tla prije sadnje i nakon što je biljka dosegla određenu veličinu, zaključio je da svi predstavnici flore primaju hranjive tvari uglavnom iz vode. Ovu su teoriju znanstvenici slijedili sljedeća dva stoljeća.

Za sve neočekivano, ali ispravnu pretpostavku o ishrani biljaka iznio je 1771. godine kemičar iz Engleske, Joseph Priestley. Njegovi pokusi uvjerljivo su dokazali da su biljke u stanju pročistiti zrak koji je prije bio neprikladan za ljudsko disanje. Nešto kasnije zaključeno je da su ti procesi nemogući bez sudjelovanja sunčeve svjetlosti. Znanstvenici su otkrili da zeleno lišće biljaka ne samo pretvara ugljični dioksid koji prima u kisik. Bez ovog procesa njihov život je nemoguć. Zajedno s vodom i mineralnim solima, ugljikov dioksid služi kao hrana biljkama. To je glavni značaj fotosinteze za sve predstavnike flore.

Uloga kisika za život na Zemlji

Pokusi koje je proveo engleski kemičar Priestley pomogli su čovječanstvu objasniti zašto je zrak na našem planetu i dalje moguć za disanje. Uostalom, život se održava, unatoč postojanju ogromnog broja živih organizama i spaljivanju bezbrojnih požara.

Pojava života na Zemlji prije nekoliko milijardi godina bila je jednostavno nemoguća. Atmosfera našeg planeta nije sadržavala slobodni kisik. Sve se promijenilo pojavom biljaka. Sav kisik u današnjoj atmosferi rezultat je fotosinteze u zelenom lišću. Taj je proces promijenio lice Zemlje i dao poticaj razvoju života. Ovu neprocjenjivu vrijednost fotosinteze čovječanstvo je u potpunosti shvatilo tek krajem 18. stoljeća.

Nije pretjerano ustvrditi da samo postojanje ljudi na našem planetu ovisi o stanju biljnog svijeta. Značaj fotosinteze leži u njezinoj vodećoj ulozi za tijek različitih procesa u biosferi. Na globalnoj razini ova nevjerojatna fizikalno-kemijska reakcija dovodi do stvaranja organskih tvari iz anorganskih.

Klasifikacija procesa fotosinteze

Tri važne reakcije odvijaju se u zelenom listu. Oni su fotosinteza. Tablica u koju se upisuju te reakcije koristi se u studiju biologije. Unesite u njegove retke:

Fotosinteza;
- izmjena plinova;
- isparavanje vode.

Te fizikalno-kemijske reakcije koje se događaju u biljci na dnevnom svjetlu omogućuju zelenom lišću oslobađanje ugljičnog dioksida i kisika. Noću - samo prva od ove dvije komponente.

Sinteza klorofila u nekim biljkama događa se čak i pri slabom i difuznom svjetlu.

Glavne faze

Postoje dvije faze fotosinteze koje su usko povezane. U prvoj fazi, energija svjetlosnih zraka se pretvara u visokoenergetske ATP spojeve i univerzalne redukcijske tvari NADPH. Ova dva elementa su primarni proizvodi fotosinteze.

U drugoj (tamnoj) fazi dobiveni ATP i NADPH koriste se za fiksiranje ugljičnog dioksida dok se ne reducira u ugljikohidrate. Dvije faze fotosinteze razlikuju se ne samo po vremenu. Također se javljaju u različitim prostorima. Za one koji proučavaju temu "fotosinteza" u biologiji, tablica s točnim naznakom karakteristika dviju faza pomoći će u točnijem razumijevanju procesa.

Mehanizam proizvodnje kisika

Nakon što biljke apsorbiraju ugljični dioksid, one sintetiziraju hranjive tvari. Taj se proces odvija u zelenim pigmentima zvanim klorofili, pod utjecajem sunčeve svjetlosti. Glavne komponente ove nevjerojatne reakcije su:

Svjetlo;
- kloroplasti;
- voda;
- ugljični dioksid;
- temperatura.

Slijed fotosinteze

Proizvodnja kisika u biljkama odvija se u fazama. Glavne faze fotosinteze su sljedeće:

Apsorpcija svjetlosti klorofilima;
- dioba pomoću kloroplasta (unutarstaničnih organela zelenog pigmenta) vode dobivene iz tla na kisik i vodik;
- kretanje jednog dijela kisika u atmosferu, a drugi - za provedbu respiratornog procesa biljaka;
- stvaranje molekula šećera u proteinskim granulama (pirenoidima) biljaka;
- proizvodnja škroba, vitamina, masti i dr. miješanjem šećera s dušikom.

Unatoč činjenici da je za fotosintezu potrebna sunčeva svjetlost, ova se reakcija može dogoditi i pod umjetnom rasvjetom.

Uloga biljnog svijeta za Zemlju

Biologija je već u potpunosti proučila glavne procese koji se odvijaju u zelenom lišću. Važnost fotosinteze za biosferu je ogromna. To je jedina reakcija koja dovodi do povećanja količine slobodne energije.

U procesu fotosinteze svake godine nastaje sto pedeset milijardi tona organske tvari. Osim toga, tijekom tog razdoblja biljke oslobađaju gotovo 200 milijuna tona kisika. S tim u vezi, može se tvrditi da je uloga fotosinteze ogromna za cijelo čovječanstvo, budući da je ovaj proces glavni izvor energije na Zemlji.

U procesu jedinstvene fizikalno-kemijske reakcije kruže ugljik, kisik i mnogi drugi elementi. Iz ovoga proizlazi još jedno važno značenje fotosinteze u prirodi. Ova reakcija održava određeni sastav atmosfere, u kojoj je moguć život na Zemlji.

Proces koji se odvija u biljkama ograničava količinu ugljičnog dioksida, ne dopuštajući mu da se nakuplja u povećanim koncentracijama. Važan je i za fotosintezu. Na Zemlji se zahvaljujući zelenim biljkama ne stvara takozvani efekt staklenika. Flora pouzdano štiti naš planet od pregrijavanja.

Biljni svijet kao osnova prehrane

Uloga fotosinteze važna je za šumarstvo i poljoprivredu. Biljni svijet je hranjiva baza za sve heterotrofne organizme. Međutim, značaj fotosinteze nije samo u apsorpciji ugljičnog dioksida zelenim lišćem i proizvodnji takvog gotovog proizvoda jedinstvene reakcije kao što je šećer. Biljke mogu pretvoriti dušikove i sumporne spojeve u tvari koje čine njihova tijela.

Kako se to događa? Koja je važnost fotosinteze u životu biljaka? Ovaj proces se provodi kroz proizvodnju nitratnih iona od strane biljke. Ovi elementi se nalaze u vodi tla. U biljku ulaze kroz korijenski sustav. Stanice zelenog organizma prerađuju nitratne ione u aminokiseline, koje tvore proteinske lance. U procesu fotosinteze nastaju i komponente masti. Oni su važne rezervne tvari za biljke. Dakle, sjemenke mnogih voća sadrže hranjivo ulje. Ovaj proizvod je također važan za ljude, jer se koristi u prehrambenoj i poljoprivrednoj industriji.

Uloga fotosinteze u biljnoj proizvodnji

U svjetskoj praksi rada poljoprivrednih poduzeća naširoko se koriste rezultati proučavanja glavnih obrazaca razvoja i rasta biljaka. Kao što znate, osnova formiranja usjeva je fotosinteza. Njegov intenzitet pak ovisi o vodnom režimu usjeva, kao io njihovoj mineralnoj ishrani. Kako čovjek postiže povećanje gustoće usjeva i veličine lišća da biljka maksimalno iskoristi energiju Sunca i uzme ugljični dioksid iz atmosfere? Za to su optimizirani uvjeti mineralne ishrane i opskrbe poljoprivrednih usjeva vodom.

Znanstveno je dokazano da prinos ovisi o površini zelenih listova, kao io intenzitetu i trajanju procesa koji se u njima odvijaju. Ali u isto vrijeme povećanje gustoće usjeva dovodi do zasjenjenja lišća. Sunčeva svjetlost ne može prodrijeti do njih, a zbog pogoršanja ventilacije zračnih masa, ugljični dioksid ulazi u malim količinama. Kao rezultat toga, dolazi do smanjenja aktivnosti procesa fotosinteze i smanjenja produktivnosti biljaka.

Uloga fotosinteze za biosferu

Prema najgrubljim procjenama, samo autotrofne biljke koje žive u vodama Svjetskog oceana godišnje pretvore od 20 do 155 milijardi tona ugljika u organsku tvar. I to unatoč činjenici da energiju sunčeve svjetlosti koriste samo za 0,11%. Što se tiče kopnenih biljaka, one godišnje apsorbiraju od 16 do 24 milijarde tona ugljika. Svi ovi podaci uvjerljivo pokazuju koliko je fotosinteza važna u prirodi. Samo kao rezultat ove reakcije, atmosfera se obnavlja molekularnim kisikom potrebnim za život, koji je neophodan za izgaranje, disanje i razne industrijske aktivnosti. Neki znanstvenici vjeruju da kada sadržaj ugljičnog dioksida u atmosferi raste, stopa fotosinteze se povećava. Istodobno se atmosfera nadopunjuje nedostajućim kisikom.

Kozmička uloga fotosinteze

Zelene biljke su posrednici između našeg planeta i Sunca. Oni hvataju energiju nebeskog tijela i daju mogućnost postojanja života na našem planetu.

Fotosinteza je proces o kojem se može govoriti kozmičkih razmjera, budući da je svojedobno pridonio preobrazbi slike našeg planeta. Zbog reakcije koja se odvija u zelenom lišću, energija sunčevih zraka ne rasipa se u prostoru. Prelazi u kemijsku energiju novonastalih organskih tvari.

Ljudsko društvo treba proizvode fotosinteze ne samo za hranu, već i za gospodarske aktivnosti.

Međutim, nisu samo one zrake sunca koje padaju na našu Zemlju u današnje vrijeme važne za čovječanstvo. Za život i provedbu proizvodnih aktivnosti iznimno su potrebni oni produkti fotosinteze koji su nastali prije više milijuna godina. Oni su u utrobi planeta u obliku slojeva ugljena, zapaljivog plina i nafte, naslaga treseta.