Ir trīs plastidu veidi:

• hloroplasti- zaļš, funkcija - fotosintēze
• hromoplasti- sarkans un dzeltens, ir novecojuši hloroplasti, var piešķirt košas krāsas ziedlapiņām un augļiem.
• leikoplasti- bezkrāsains, funkcija - vielu uzglabāšana.

Hloroplastu struktūra

Pārklāts ar divām membrānām. Ārējā membrāna ir gluda, iekšējai uz iekšpusi ir izaugumi - tilakoīdi. Tiek saukti īsu tilakoīdu kaudzes graudi, tie palielina iekšējās membrānas laukumu, lai uzņemtu pēc iespējas vairāk fotosintēzes enzīmu.

Hloroplasta iekšējo vidi sauc par stromu. Tas satur apļveida DNS un ribosomas, kuru dēļ hloroplasti neatkarīgi veido daļu no saviem proteīniem, tāpēc tos sauc par daļēji autonomām organellām. (Tiek uzskatīts, ka plastidi iepriekš bija brīvas baktērijas, kuras absorbēja liela šūna, bet tās nesagremoja.)

Fotosintēze (vienkārša)

Zaļās lapās gaismā
Hloroplastos, izmantojot hlorofilu
No oglekļa dioksīda un ūdens
Glikoze un skābeklis tiek sintezēti.

Fotosintēze (vidējas grūtības pakāpe)

1. Gaismas fāze.
Gaismā rodas hloroplastu granātā. Gaismas ietekmē notiek ūdens sadalīšanās (fotolīze), radot skābekli, kas izdalās, kā arī ūdeņraža atomus (NADP-H) un ATP enerģiju, kas tiek izmantota nākamajā posmā.

2. Tumšā fāze.
Sastopams gan gaismā, gan tumsā (gaisma nav vajadzīga), hloroplastu stromā. No vides iegūtā oglekļa dioksīda un iepriekšējā posmā iegūtajiem ūdeņraža atomiem glikoze tiek sintezēta, izmantojot iepriekšējā posmā iegūto ATP enerģiju.

Izvēlieties vienu, vispareizāko variantu. Šūnu organelles, kas satur DNS molekulu
1) ribosoma
2) hloroplasts
3) šūnu centrs
4) Golgi komplekss

Atbilde

Izvēlieties vienu, vispareizāko variantu. Kādas vielas sintēzē ūdeņraža atomi piedalās fotosintēzes tumšajā fāzē?
1) NADP-2H
2) glikoze
3) ATP
4) ūdens

Atbilde

Izvēlieties vienu, vispareizāko variantu. Kura šūnu organella satur DNS?
1) vakuole
2) ribosoma
3) hloroplasts
4) lizosoma

Atbilde

Izvēlieties vienu, vispareizāko variantu. Šūnās notiek primārā glikozes sintēze
1) mitohondriji
2) endoplazmatiskais tīkls
3) Golgi komplekss
4) hloroplasti

Atbilde

Izvēlieties vienu, vispareizāko variantu. Skābekļa molekulas fotosintēzes laikā veidojas molekulu sadalīšanās dēļ
1) oglekļa dioksīds
2) glikoze
3) ATP
4) ūdens

Atbilde

Izvēlieties vienu, vispareizāko variantu. Fotosintēzes process ir jāuzskata par vienu no svarīgākajām saitēm oglekļa ciklā biosfērā, jo tā laikā
1) augi absorbē oglekli no nedzīvās dabas dzīvā vielā
2) augi atmosfērā izdala skābekli
3) organismi elpošanas laikā izdala oglekļa dioksīdu
4) rūpnieciskā ražošana papildina atmosfēru ar oglekļa dioksīdu

Atbilde

Izvēlieties vienu, vispareizāko variantu. Vai šādi apgalvojumi par fotosintēzi ir pareizi? A) Gaismas fāzē gaismas enerģija tiek pārvērsta glikozes ķīmisko saišu enerģijā. B) Tumšās fāzes reakcijas notiek uz tilakoīdu membrānām, kurās nonāk oglekļa dioksīda molekulas.
1) tikai A ir pareiza
2) tikai B ir pareiza
3) abi spriedumi ir pareizi
4) abi spriedumi ir nepareizi

Atbilde

HLOROPLASTS
1. Visas turpmāk minētās īpašības, izņemot divus, var izmantot, lai aprakstītu hloroplasta struktūru un funkcijas. Norādiet divus raksturlielumus, kas “izkrīt” no vispārējā saraksta, un pierakstiet ciparus, zem kuriem tie ir norādīti.
1) ir dubultmembrānas organelle
2) ir sava slēgta DNS molekula
3) ir daļēji autonoma organelle
4) veido vārpstu
5) piepildīta ar šūnu sulu ar saharozi

Atbilde

2. Izvēlieties trīs hloroplastu struktūras un funkciju pazīmes
1) iekšējās membrānas veido cristae
2) graudos notiek daudzas reakcijas
3) tajos notiek glikozes sintēze
4) ir lipīdu sintēzes vieta
5) sastāv no divām dažādām daļiņām
6) dubultmembrānas organoīdi

Atbilde

3. Izvēlieties trīs pareizās atbildes no sešām un pierakstiet ciparus, zem kuriem tās norādītas. Augu šūnu hloroplastos notiek šādi procesi:
1) polisaharīdu hidrolīze
2) pirovīnskābes sadalīšanās
3) ūdens fotolīze
4) tauku sadalīšana taukskābēs un glicerīnā
5) ogļhidrātu sintēze
6) ATP sintēze

Atbilde

HLOROPLASTUS IZŅEMOT
1. Plastīdu apzīmēšanai tiek izmantoti šādi termini, izņemot divus. Norādiet divus terminus, kas "izkrīt" no vispārējā saraksta, un pierakstiet tabulā ciparus, ar kuriem tie norādīti.
1) pigments
2) glikokalikss
3) grana
4) Krista
5) tilakoīds

Atbilde

2. Lai aprakstītu hloroplastus, var izmantot visus, izņemot divus, tālāk norādītos raksturlielumus. Norādiet divus raksturlielumus, kas “izkrīt” no vispārējā saraksta, un pierakstiet ciparus, zem kuriem tie ir norādīti.
1) dubultmembrānas organoīdi
2) izmantot gaismas enerģiju organisko vielu radīšanai
3) iekšējās membrānas veido cristae
4) glikozes sintēze notiek uz cristae membrānām
5) ogļhidrātu sintēzes izejvielas ir oglekļa dioksīds un ūdens

Atbilde

STROMA – TILAKOĪDS
Izveidot atbilstību starp procesiem un to lokalizāciju hloroplastos: 1) stromā, 2) tilakoīdā. Ierakstiet ciparus 1 un 2 burtiem atbilstošā secībā.
A) ATP lietošana
B) ūdens fotolīze
B) hlorofila stimulēšana
D) pentozes veidošanās
D) elektronu pārnese pa fermentu ķēdi

Atbilde

1. Tālāk uzskaitītās pazīmes, izņemot divas, tiek izmantotas, lai aprakstītu attēlotās šūnas organellu struktūru un funkcijas. Norādiet divus raksturlielumus, kas “izkrīt” no vispārējā saraksta, un pierakstiet ciparus, zem kuriem tie ir norādīti.

2) uzkrāj ATP molekulas
3) nodrošina fotosintēzi

5) ir daļēji autonoma

Atbilde

2. Visas zemāk uzskaitītās īpašības, izņemot divus, var izmantot, lai aprakstītu attēlā parādīto šūnu organellu. Norādiet divus raksturlielumus, kas “izkrīt” no vispārējā saraksta, un pierakstiet ciparus, zem kuriem tie ir norādīti.
1) vienas membrānas organelles
2) sastāv no kristām un hromatīna
3) satur apļveida DNS
4) sintezē savu proteīnu
5) spējīgs dalīties

Atbilde

Tālāk uzskaitītās pazīmes, izņemot divas, tiek izmantotas, lai aprakstītu attēloto šūnu organellu struktūru un funkcijas. Norādiet divus raksturlielumus, kas “izkrīt” no vispārējā saraksta, un pierakstiet ciparus, zem kuriem tie ir norādīti.
1) sadala biopolimērus monomēros
2) uzkrāj ATP molekulas
3) nodrošina fotosintēzi
4) attiecas uz dubultmembrānas organellām
5) ir daļēji autonoma

Atbilde

GAISMA
1. Izvēlieties divas pareizās atbildes no piecām un pierakstiet ciparus, zem kuriem tās norādītas. Fotosintēzes gaismas fāzē šūnā
1) skābeklis veidojas ūdens molekulu sadalīšanās rezultātā
2) ogļhidrāti tiek sintezēti no oglekļa dioksīda un ūdens
3) notiek glikozes molekulu polimerizācija, veidojot cieti
4) Tiek sintezētas ATP molekulas
5) ATP molekulu enerģija tiek tērēta ogļhidrātu sintēzei

Atbilde

2. No vispārīgā saraksta norādiet trīs pareizos apgalvojumus un tabulā pierakstiet ciparus, zem kuriem tie norādīti. Gaismas fāzē notiek fotosintēze
1) ūdens fotolīze


4) ūdeņraža savienojums ar NADP+ transportieri

Atbilde

GAISMA, IZŅEMOT
1. Fotosintēzes gaismas fāzes procesu noteikšanai var izmantot visas zemāk minētās pazīmes, izņemot divas. Norādiet divus raksturlielumus, kas “izkrīt” no vispārējā saraksta, un pierakstiet ciparus, zem kuriem tie ir norādīti.
1) ūdens fotolīze
2) oglekļa dioksīda reducēšana līdz glikozei
3) ATP molekulu sintēze, izmantojot saules gaismas enerģiju
4) molekulārā skābekļa veidošanās
5) ATP molekulu enerģijas izmantošana ogļhidrātu sintēzei

Atbilde

2. Visus zemāk uzskaitītos raksturlielumus, izņemot divus, var izmantot, lai aprakstītu fotosintēzes gaismas fāzi. Norādiet divus raksturlielumus, kas “izkrīt” no vispārējā saraksta, un pierakstiet ciparus, zem kuriem tie ir norādīti.
1) veidojas blakusprodukts - skābeklis
2) rodas hloroplasta stromā
3) oglekļa dioksīda saistīšanās
4) ATP sintēze
5) ūdens fotolīze

Atbilde

3. Visi zemāk uzskaitītie raksturlielumi, izņemot divus, tiek izmantoti, lai aprakstītu attēlā parādīto fotosintēzes stadiju. Norādiet divus raksturlielumus, kas “izkrīt” no vispārējā saraksta, un pierakstiet ciparus, zem kuriem tie ir norādīti. Šajā posmā
1) notiek glikozes sintēze
2) sākas Kalvina cikls
3) ATP tiek sintezēts
4) notiek ūdens fotolīze
5) ūdeņradis savienojas ar NADP

Atbilde

TUMŠS
Izvēlieties trīs iespējas. Fotosintēzes tumšo fāzi raksturo
1) procesu rašanās uz hloroplastu iekšējām membrānām
2) glikozes sintēze
3) oglekļa dioksīda fiksācija
4) procesu norise hloroplastu stromā
5) ūdens fotolīzes klātbūtne
6) ATP veidošanās

Atbilde

TUMŠS, IZŅEMOT
1. Tālāk uzskaitītie jēdzieni, izņemot divus, tiek izmantoti, lai aprakstītu fotosintēzes tumšo fāzi. Norādiet divus jēdzienus, kas “izkrīt” no vispārējā saraksta, un pierakstiet ciparus, zem kuriem tie ir norādīti.

2) fotolīze
3) NADP 2H oksidēšana
4) grana
5) stroma

Atbilde

2. Visas tālāk uzskaitītās īpašības, izņemot divus, tiek izmantotas, lai aprakstītu fotosintēzes tumšo fāzi. Norādiet divus raksturlielumus, kas “izkrīt” no vispārējā saraksta, un pierakstiet ciparus, zem kuriem tie ir norādīti.
1) skābekļa veidošanās
2) oglekļa dioksīda fiksācija
3) ATP enerģijas izmantošana
4) glikozes sintēze
5) hlorofila stimulēšana

Atbilde

GAIŠI TUMŠS
1. Izveidojiet atbilstību starp fotosintēzes procesu un fāzi, kurā tas notiek: 1) gaišs, 2) tumšs. Ierakstiet skaitļus 1 un 2 pareizā secībā.
A) NADP-2H molekulu veidošanās
B) skābekļa izdalīšanās
B) monosaharīdu sintēze
D) ATP molekulu sintēze
D) oglekļa dioksīda pievienošana ogļhidrātam

Atbilde

2. Izveidot atbilstību starp raksturojumu un fotosintēzes fāzi: 1) gaišs, 2) tumšs. Ierakstiet skaitļus 1 un 2 pareizā secībā.
A) ūdens fotolīze
B) oglekļa dioksīda fiksācija
B) ATP molekulu sadalīšana
D) hlorofila ierosināšana ar gaismas kvantiem
D) glikozes sintēze

Atbilde

3. Izveidojiet atbilstību starp fotosintēzes procesu un fāzi, kurā tas notiek: 1) gaišs, 2) tumšs. Ierakstiet skaitļus 1 un 2 pareizā secībā.
A) NADP*2H molekulu veidošanās
B) skābekļa izdalīšanās
B) glikozes sintēze
D) ATP molekulu sintēze
D) oglekļa dioksīda samazināšana

Atbilde

4. Izveidot atbilstību starp procesiem un fotosintēzes fāzi: 1) gaišs, 2) tumšs. Ierakstiet ciparus 1 un 2 burtiem atbilstošā secībā.
A) glikozes polimerizācija
B) oglekļa dioksīda saistīšana
B) ATP sintēze
D) ūdens fotolīze
D) ūdeņraža atomu veidošanās
E) glikozes sintēze

Atbilde

5. Izveidot atbilstību starp fotosintēzes fāzēm un to īpašībām: 1) gaiša, 2) tumša. Ierakstiet ciparus 1 un 2 burtiem atbilstošā secībā.
A) notiek ūdens fotolīze
B) veidojas ATP
B) skābeklis tiek izlaists atmosfērā
D) turpina ar ATP enerģijas patēriņu
D) reakcijas var notikt gan gaismā, gan tumsā

Atbilde

6 Sest. Izveidojiet atbilstību starp fotosintēzes fāzēm un to īpašībām: 1) gaiša, 2) tumša. Ierakstiet ciparus 1 un 2 burtiem atbilstošā secībā.
A) NADP+ atjaunošana
B) ūdeņraža jonu transportēšana pa membrānu
B) rodas hloroplastu granulās
D) tiek sintezētas ogļhidrātu molekulas
D) hlorofila elektroni pāriet uz augstāku enerģijas līmeni
E) tiek patērēta ATP enerģija

Atbilde

FORMING 7:
A) ierosināto elektronu kustība
B) NADP-2R pārveidošana par NADP+
B) NADPH oksidēšana
D) veidojas molekulārais skābeklis
D) procesi notiek hloroplasta stromā

PĒC DARBĪBAS
1. Izveidot pareizu procesu secību, kas notiek fotosintēzes laikā. Tabulā pierakstiet ciparus, zem kuriem tie ir norādīti.
1) Oglekļa dioksīda izmantošana
2) Skābekļa veidošanās
3) Ogļhidrātu sintēze
4) ATP molekulu sintēze
5) Hlorofila ierosināšana

Atbilde

2. Izveidot pareizu fotosintēzes procesu secību.
1) saules enerģijas pārvēršana ATP enerģijā
2) hlorofila ierosināto elektronu veidošanās
3) oglekļa dioksīda fiksācija
4) cietes veidošanās
5) ATP enerģijas pārvēršana glikozes enerģijā

Atbilde

3. Izveidot fotosintēzes laikā notiekošo procesu secību. Pierakstiet atbilstošo ciparu secību.
1) oglekļa dioksīda fiksācija
2) ATP sadalīšanās un enerģijas izdalīšanās
3) glikozes sintēze
4) ATP molekulu sintēze
5) hlorofila stimulēšana

Atbilde

FOTOSINTĒZE
Izvēlieties fotosintēzes procesā iesaistītās šūnu organellas un to struktūras.
1) lizosomas
2) hloroplasti
3) tilakoīdi
4) graudi
5) vakuoli
6) ribosomas

Atbilde

FOTOSINTĒZE IZŅEMOT
Lai aprakstītu fotosintēzes procesu, var izmantot visus, izņemot divus, tālāk norādītos raksturlielumus. Norādiet divus raksturlielumus, kas “izkrīt” no vispārējā saraksta, un pierakstiet ciparus, ar kuriem tie norādīti jūsu atbildē.
1) Procesa veikšanai tiek izmantota gaismas enerģija.
2) Process notiek fermentu klātbūtnē.
3) Centrālā loma procesā pieder hlorofila molekulai.
4) Procesu pavada glikozes molekulas sadalīšanās.
5) Process nevar notikt prokariotu šūnās.

Atbilde

Analizējiet tabulu. Aizpildiet tukšās tabulas šūnas, izmantojot sarakstā norādītos jēdzienus un terminus. Katrai šūnai ar burtiem atlasiet atbilstošo terminu piedāvātajā sarakstā.
1) tilakoīdu membrānas
2) gaismas fāze
3) neorganiskā oglekļa fiksācija
4) ūdens fotosintēze
5) tumšā fāze
6) šūnu citoplazma

Atbilde

Analizējiet tabulu “Fotosintēzes reakcijas”. Katram burtam atlasiet atbilstošo terminu no piedāvātā saraksta.
1) oksidatīvā fosforilēšana
2) NADP-2H oksidēšana
3) tilakoīdu membrānas
4) glikolīze
5) oglekļa dioksīda pievienošana pentozei
6) skābekļa veidošanās
7) ribulozes difosfāta un glikozes veidošanās
8) 38 ATP sintēze

Atbilde

Tekstā “Organisko vielu sintēze augā” ievietojiet trūkstošos terminus no piedāvātā saraksta, izmantojot ciparu apzīmējumus. Pierakstiet atlasītos ciparus burtiem atbilstošā secībā. Augi savai eksistencei nepieciešamo enerģiju uzglabā organisko vielu veidā. Šīs vielas tiek sintezētas __________ (A) laikā. Šis process notiek lapu šūnās __________ (B) - īpašās zaļās plastidās. Tie satur īpašu zaļo vielu – __________ (B). Organisko vielu veidošanās priekšnoteikums papildus ūdenim un oglekļa dioksīdam ir __________ (D).
Terminu saraksts:
1) elpošana
2) iztvaikošana
3) leikoplasts
4) pārtika
5) gaisma
6) fotosintēze
7) hloroplasts
8) hlorofils

Atbilde

Izveidot atbilstību starp procesa posmiem un procesiem: 1) fotosintēzi, 2) proteīnu biosintēzi. Ierakstiet skaitļus 1 un 2 pareizā secībā.
A) brīvā skābekļa izdalīšanās
B) peptīdu saišu veidošanās starp aminoskābēm
B) mRNS sintēze uz DNS
D) tulkošanas process
D) ogļhidrātu atjaunošana
E) NADP+ pārvēršana par NADP 2H

Atbilde

© D.V. Pozdņakovs, 2009-2019

Vai zināt, ka katra zaļā lapa ir miniatūra barības vielu un skābekļa “fabrika”, kas nepieciešama normālai dzīvei ne tikai dzīvniekiem, bet arī cilvēkiem. Fotosintēze ir process, kurā šīs vielas iegūst no ūdens un oglekļa dioksīda no atmosfēras. Tas ir ļoti sarežģīts ķīmiskais process, kas notiek, piedaloties gaismai. Neapšaubāmi, visi interesējas par to, kā notiek fotosintēzes process. Process sastāv no diviem posmiem: pirmais posms ir gaismas kvantu absorbcija, bet otrais posms ir to enerģijas izmantošana dažādās ķīmiskās reakcijās.

Kā notiek fotosintēzes process?
Augs absorbē gaismu, izmantojot zaļo vielu, ko sauc par hlorofilu. Hlorofils ir hloroplastos, kas atrodas augļos un kātos. Taču īpaši liels to skaits ir atrodams lapās, jo lapa savas diezgan vienkāršās struktūras dēļ spēj piesaistīt lielu daudzumu gaismas un attiecīgi saņemt daudz vairāk enerģijas fotosintēzes procesam.
Hlorofils pēc absorbcijas atrodas satrauktā stāvoklī un nodod enerģiju citām augu ķermeņa molekulām, īpaši tām, kas tieši piedalās fotosintēzē. Fotosintēzes procesa otrais posms notiek bez obligātas gaismas līdzdalības un sastāv no ķīmiskās saites iegūšanas, piedaloties oglekļa dioksīdam, ko iegūst no ūdens un gaisa. Šajā posmā tiek sintezētas dažādas dzīvībai ļoti noderīgas vielas, piemēram, glikoze un ciete.

Augi paši izmanto šīs organiskās vielas, lai barotu savas dažādās daļas, kā arī uzturētu normālas dzīvības funkcijas. Turklāt šīs vielas iegūst arī dzīvnieki, kas barojas ar augiem. Šīs vielas cilvēks iegūst, ēdot augu un dzīvnieku izcelsmes pārtiku.

Fotosintēzes nosacījumi
Fotosintēzes process var notikt ne tikai mākslīgās gaismas, bet arī saules gaismas ietekmē. Dabā augi, kā likums, aktīvi veic savu darbību pavasarī un vasarā, tas ir, laikā, kad nepieciešams daudz saules gaismas. Rudenī ir mazāk gaismas, dienas saīsinās, lapas kļūst dzeltenas un pēc tam nokrīt. Bet, tiklīdz parādās silta pavasara saule, mostas zaļā lapotne un zaļās “rūpnīcas” atkal atsāk darbu, lai nodrošinātu lielu daudzumu dzīvībai tik nepieciešamo barības vielu un skābekļa.

Kur notiek fotosintēzes process?
Fotosintēze galvenokārt notiek, kā mēs teicām iepriekš, ja atceraties, augu lapās tāpēc, ka tām ir iespēja saņemt lielu daudzumu gaismas, kas ir tik nepieciešama fotosintēzes procesam.

Noslēgumā mēs varam apkopot un teikt, ka tāds process kā fotosintēze ir augu dzīves neatņemama sastāvdaļa. Mēs ceram, ka mūsu raksts ir palīdzējis daudziem cilvēkiem saprast, kas ir fotosintēze un kāpēc tā ir nepieciešama.

Tādas pārsteidzošas un vitāli svarīgas parādības kā fotosintēze atklāšanas vēsture ir dziļi iesakņojusies pagātnē. Pirms vairāk nekā četriem gadsimtiem, 1600. gadā, beļģu zinātnieks Jans Van Helmonts veica vienkāršu eksperimentu. Viņš ielika vītola zaru maisā, kurā bija 80 kg zemes. Zinātnieks reģistrēja vītola sākotnējo svaru un pēc tam piecus gadus augu laistīja tikai ar lietus ūdeni. Iedomājieties Jana Van Helmonta pārsteigumu, kad viņš atkārtoti nosvēra vītolu. Auga svars palielinājās par 65 kg, un zemes masa samazinājās tikai par 50 gramiem! Kur augs ieguva 64 kg 950 gramus barības vielu, zinātniekam paliek noslēpums!

Nākamais nozīmīgais eksperiments ceļā uz fotosintēzes atklāšanu piederēja angļu ķīmiķim Džozefam Prīstlijam. Zinātnieks nolika peli zem pārsega, un pēc piecām stundām grauzējs nomira. Kad Prīstlijs ielika ar peli piparmētras zariņu un arī grauzējam aizsedza cepuri, pele palika dzīva. Šis eksperiments noveda zinātnieku pie domas, ka pastāv process, kas ir pretējs elpošanai. Jans Ingenhauss 1779. gadā konstatēja faktu, ka tikai zaļās augu daļas spēj izdalīt skābekli. Trīs gadus vēlāk Šveices zinātnieks Žans Senebjē pierādīja, ka oglekļa dioksīds saules gaismas ietekmē sadalās zaļo augu organellās. Tikai piecus gadus vēlāk franču zinātnieks Žaks Boussingo, veicot laboratorijas pētījumus, atklāja faktu, ka ūdens uzsūkšanās augos notiek arī organisko vielu sintēzes laikā. Epohālu atklājumu 1864. gadā veica vācu botāniķis Jūlijs Sakss. Viņš spēja pierādīt, ka patērētā oglekļa dioksīda un izdalītā skābekļa daudzums notiek attiecībā 1:1.

Fotosintēze ir viens no nozīmīgākajiem bioloģiskajiem procesiem

Zinātniskā izteiksmē fotosintēze (no sengrieķu φῶς — gaisma un σύνθεσις — savienojums, saistīšanās) ir process, kurā no oglekļa dioksīda un ūdens gaismā veidojas organiskas vielas. Galvenā loma šajā procesā pieder fotosintēzes segmentiem.

Tēlaini runājot, auga lapu var salīdzināt ar laboratoriju, kuras logi vērsti uz saulaino pusi. Tieši tajā notiek organisko vielu veidošanās. Šis process ir visas dzīvības pastāvēšanas pamatā uz Zemes.

Daudzi pamatoti uzdos jautājumu: ko elpo cilvēki, kas dzīvo pilsētā, kur dienas laikā ar uguni nevar atrast pat koku vai zāles stiebru? Atbilde ir ļoti vienkārša. Fakts ir tāds, ka sauszemes augi veido tikai 20% no augu izdalītā skābekļa. Jūras aļģēm ir vadošā loma skābekļa ražošanā atmosfērā. Tie veido 80% no saražotā skābekļa. Runājot skaitļu valodā, gan augi, gan aļģes ik gadu atmosfērā izdala 145 miljardus tonnu (!) skābekļa! Ne velti pasaules okeānus sauc par "planētas plaušām".

Vispārējā fotosintēzes formula ir šāda:

Ūdens + Oglekļa dioksīds + Gaisma → Ogļhidrāti + Skābeklis

Kāpēc augiem nepieciešama fotosintēze?

Kā mēs uzzinājām, fotosintēze ir nepieciešams nosacījums cilvēka eksistencei uz Zemes. Tomēr tas nav vienīgais iemesls, kāpēc fotosintēzes organismi aktīvi ražo skābekli atmosfērā. Fakts ir tāds, ka gan aļģes, gan augi ik gadu veido vairāk nekā 100 miljardus organisko vielu (!), kas ir viņu dzīves aktivitātes pamatā. Atceroties Jana Van Helmonta eksperimentu, saprotam, ka fotosintēze ir augu uztura pamatā. Zinātniski pierādīts, ka 95% no ražas nosaka organiskās vielas, ko augs iegūst fotosintēzes procesā, bet 5% – minerālmēsli, ko dārznieks iestrādā augsnē.

Mūsdienu vasaras iedzīvotāji galveno uzmanību pievērš augu augsnes barošanai, aizmirstot par tās gaisa uzturu. Nav zināms, kādu ražu dārznieki varētu iegūt, ja viņi būtu uzmanīgi fotosintēzes procesā.

Taču ne augi, ne aļģes nevarētu tik aktīvi ražot skābekli un ogļhidrātus, ja tiem nebūtu pārsteidzoša zaļā pigmenta – hlorofila.

Zaļā pigmenta noslēpums

Galvenā atšķirība starp augu šūnām un citu dzīvo organismu šūnām ir hlorofila klātbūtne. Starp citu, tieši viņš ir atbildīgs par to, ka augu lapas ir zaļas. Šim sarežģītajam organiskajam savienojumam ir viena pārsteidzoša īpašība: tas spēj absorbēt saules gaismu! Pateicoties hlorofilam, kļūst iespējams arī fotosintēzes process.

Divi fotosintēzes posmi

Vienkārši izsakoties, fotosintēze ir process, kurā ūdens un oglekļa dioksīds, ko augs absorbē gaismā ar hlorofila palīdzību, veido cukuru un skābekli. Tādā veidā neorganiskās vielas pārsteidzoši tiek pārveidotas par organiskām. Pārvēršanas rezultātā iegūtais cukurs ir augu enerģijas avots.

Fotosintēzei ir divas stadijas: gaišā un tumšā.

Fotosintēzes gaismas fāze

To veic uz tilakoīdu membrānām.

Tilakoīdi ir membrānas ierobežotas struktūras. Tie atrodas hloroplasta stromā.

Notikumu secība fotosintēzes gaismas stadijā ir šāda:

1. Gaisma iedarbojas uz hlorofila molekulu, ko pēc tam absorbē zaļais pigments un izraisa to satraukumu. Molekulā iekļautais elektrons pāriet uz augstāku līmeni un piedalās sintēzes procesā.
2. Ūdens sadalās, kuras laikā elektronu ietekmē protoni pārvēršas ūdeņraža atomos. Pēc tam tie tiek tērēti ogļhidrātu sintēzei.
3. Gaismas stadijas pēdējā posmā tiek sintezēts ATP (adenozīntrifosfāts). Šī ir organiska viela, kas spēlē universāla enerģijas akumulatora lomu bioloģiskajās sistēmās.

Fotosintēzes tumšā fāze

Vieta, kur notiek tumšā fāze, ir hloroplastu stroma. Tumšajā fāzē tiek atbrīvots skābeklis un tiek sintezēta glikoze. Daudzi domās, ka šī fāze saņēma šo nosaukumu, jo process, kas notiek šajā posmā, notiek tikai naktī. Patiesībā tā nav gluži taisnība. Glikozes sintēze notiek visu diennakti. Fakts ir tāds, ka tieši šajā posmā gaismas enerģija vairs netiek patērēta, kas nozīmē, ka tā vienkārši nav vajadzīga.

Fotosintēzes nozīme augiem

Mēs jau esam noteikuši faktu, ka augiem fotosintēze ir nepieciešama ne mazāk kā mums. Ir ļoti viegli runāt par fotosintēzes mērogu skaitļu izteiksmē. Zinātnieki ir aprēķinājuši, ka sauszemes augi vien uzglabā tik daudz saules enerģijas, cik 100 megacities varētu patērēt 100 gadu laikā!

Augu elpošana ir pretējs fotosintēzes process. Augu elpošanas jēga ir atbrīvot enerģiju fotosintēzes procesā un novirzīt to augu vajadzībām. Vienkārši izsakoties, raža ir atšķirība starp fotosintēzi un elpošanu. Jo vairāk fotosintēzes un zemāka elpošana, jo lielāka raža, un otrādi!

Fotosintēze ir pārsteidzošs process, kas padara iespējamu dzīvību uz Zemes!

Dabā saules gaismas ietekmē notiek vitāls process, bez kura nevar iztikt neviena dzīva radība uz planētas Zeme. Reakcijas rezultātā gaisā izdalās skābeklis, kuru mēs elpojam. Šo procesu sauc par fotosintēzi. Kas ir fotosintēze no zinātniskā viedokļa un kas notiek augu šūnu hloroplastos, mēs apsvērsim tālāk.

Fotosintēze bioloģijā ir organisko vielu un skābekļa pārveide no neorganiskiem savienojumiem saules enerģijas ietekmē. Tas ir raksturīgs visiem fotoautotrofiem, kas paši spēj ražot organiskos savienojumus.

Pie šādiem organismiem pieder augi, zaļās un purpursarkanās baktērijas un zilaļģes (zilaļģes).

Fotoautotrofie augi absorbē ūdeni no augsnes un oglekļa dioksīdu no gaisa. Saules enerģijas ietekmē veidojas glikoze, kas pēc tam tiek pārveidota par polisaharīdu - cieti, kas nepieciešama augu organismiem uzturam un enerģijas ražošanai. Apkārtējā vidē izdalās skābeklis – svarīga viela, ko elpošanai izmanto visi dzīvie organismi.

Kā notiek fotosintēze. Ķīmisko reakciju var attēlot, izmantojot šādu vienādojumu:

6СО2 + 6Н2О + E = С6Н12О6 + 6О2

Fotosintētiskās reakcijas notiek augos šūnu līmenī, proti, hloroplastos, kas satur galveno pigmentu hlorofilu. Šis savienojums ne tikai piešķir augiem to zaļo krāsu, bet arī aktīvi piedalās pašā procesā.

Lai labāk izprastu procesu, jums jāiepazīstas ar zaļo organellu - hloroplastu - struktūru.

Hloroplastu struktūra

Hloroplasti ir šūnu organellas, kas atrodamas tikai augos un zilaļģēs. Katrs hloroplasts ir pārklāts ar dubultu membrānu: ārējo un iekšējo. Hloroplasta iekšējā daļa ir piepildīta ar stromu - galveno vielu, kuras konsistence atgādina šūnas citoplazmu.

Hroloplasta struktūra

Hloroplasta stroma sastāv no:

• tilakoīdi - struktūras, kas atgādina plakanus maisiņus, kas satur pigmenta hlorofilu;
• gran - tilakoīdu grupas;
• lamella - kanāliņi, kas savieno tilakoīdu granu.

Katra grana izskatās kā monētu kaudze, kur katra monēta ir tilakoīds, bet lamele ir plaukts, uz kura tiek izliktas granas. Turklāt hloroplastiem ir sava ģenētiskā informācija, ko attēlo divpavedienu DNS virknes, kā arī ribosomas, kas piedalās olbaltumvielu, eļļas pilienu un cietes graudu sintēzē.

Noderīgs video: fotosintēze

Galvenās fāzes

Fotosintēzei ir divas mainīgas fāzes: gaišā un tumšā. Katram ir savas īpašības un produkti, kas veidojas noteiktu reakciju laikā. Divas fotosistēmas, kas izveidotas no papildu gaismas ieguves pigmentiem hlorofila un karotinoīda, nodod enerģiju galvenajam pigmentam. Rezultātā gaismas enerģija tiek pārvērsta ķīmiskajā enerģijā – ATP (adenozīntrifosforskābe). Kas notiek fotosintēzes procesos.

Gaisma

Gaismas fāze notiek, kad gaismas fotoni skar augu. Hloroplastā tas notiek uz tilakoīdu membrānām.

Galvenie procesi:

1. Photosystem I pigmenti sāk “absorbēt” saules enerģijas fotonus, kas tiek pārraidīti uz reakcijas centru.
2. Gaismas fotonu ietekmē pigmenta molekulā (hlorofilā) tiek “uzbudināti” elektroni.
3. “Satrauktais” elektrons tiek pārnests uz tilakoīda ārējo membrānu, izmantojot transporta proteīnus.
4. Tas pats elektrons mijiedarbojas ar komplekso savienojumu NADP (nikotīnamīda adenīna dinukleotīda fosfātu), reducējot to līdz NADP*H2 (šis savienojums ir iesaistīts tumšajā fāzē).

Līdzīgi procesi notiek fotosistēmā II. “Satrauktie” elektroni atstāj reakcijas centru un tiek pārnesti uz tilakoīdu ārējo membrānu, kur tie saistās ar elektronu akceptoru, atgriežas fotosistēmā I un atjauno to.

Fotosintēzes gaismas fāze

Kā tiek atjaunota fotosistēma II? Tas notiek ūdens fotolīzes dēļ - H2O sadalīšanās reakcijas rezultātā. Pirmkārt, ūdens molekula dod elektronus II fotosistēmas reakcijas centram, kā rezultātā notiek tā samazināšana. Pēc tam ūdens pilnībā sadalās ūdeņradī un skābeklī. Pēdējais iekļūst vidē caur lapas epidermas stomatu.

Ūdens fotolīzi var attēlot, izmantojot vienādojumu:

2H2O = 4H + 4e + O2

Turklāt gaismas fāzē tiek sintezētas ATP molekulas - ķīmiskā enerģija, kas nonāk glikozes veidošanā. Tilakoīdu membrāna satur fermentatīvu sistēmu, kas piedalās ATP veidošanā. Šis process notiek tāpēc, ka ūdeņraža jons tiek pārnests caur īpaša fermenta kanālu no iekšējā apvalka uz ārējo apvalku. Pēc tam tiek atbrīvota enerģija.

Ir svarīgi zināt! Fotosintēzes gaismas fāzē tiek ražots skābeklis, kā arī ATP enerģija, kas tiek izmantota monosaharīdu sintēzei tumšajā fāzē.

Tumšs

Tumšās fāzes reakcijas notiek visu diennakti, pat bez saules gaismas klātbūtnes. Fotosintētiskās reakcijas notiek hloroplasta stromā (iekšējā vidē). Šo priekšmetu sīkāk pētīja Melvins Kalvins, kuram par godu tumšās fāzes reakcijas nosauktas par Kalvina ciklu jeb C3 – ceļu.

Šis cikls notiek 3 posmos:

1. Karboksilēšana.
2. Atveseļošanās.
3. Akceptoru reģenerācija.

Karboksilēšanas laikā viela, ko sauc par ribulozes bisfosfātu, apvienojas ar oglekļa dioksīda daļiņām. Šim nolūkam tiek izmantots īpašs ferments - karboksilāze. Izveidojas nestabils sešu oglekļa savienojums, kas gandrīz nekavējoties sadalās 2 PGA (fosfoglicerīnskābes) molekulās.

Lai atjaunotu PHA, tiek izmantota ATP un NADP*H2 enerģija, kas veidojas gaismas fāzē. Secīgas reakcijas rada trikarbona cukuru ar fosfātu grupu.

Akceptoru reģenerācijas laikā daļa no PGA molekulām tiek izmantota, lai atjaunotu ribulozes bisfosfāta molekulas, kas ir CO2 akceptors. Turklāt secīgu reakciju rezultātā veidojas monosaharīds - glikoze. Visiem šiem procesiem tiek izmantota gaismas fāzē izveidotā ATP enerģija, kā arī NADP*H2.

Procesiem, kuros 6 oglekļa dioksīda molekulas tiek pārveidotas par 1 glikozes molekulu, ir jāsadala 18 ATP molekulas un 12 NADP*H2 molekulas. Šos procesus var attēlot, izmantojot šādu vienādojumu:

6СО2 + 24Н = С6Н12О6 + 6Н2О

Pēc tam no izveidotās glikozes tiek sintezēti sarežģītāki ogļhidrāti - polisaharīdi: ciete, celuloze.

Piezīme! Tumšās fāzes fotosintēzes laikā veidojas glikoze - organiska viela, kas nepieciešama augu barošanai un enerģijas ražošanai.

Tālāk sniegtā fotosintēzes tabula palīdzēs jums labāk izprast šī procesa būtību.

Fotosintēzes fāžu salīdzinošā tabula

Lai gan Kalvina cikls ir raksturīgākais fotosintēzes tumšajai fāzei, dažiem tropiskajiem augiem raksturīgs Hatch-Slack cikls (C4 ceļš), kam ir savas īpašības. Karboksilēšanas laikā Hatch-Slack ciklā veidojas nevis fosfoglicerīnskābe, bet gan citas, piemēram, oksaloetiķskābe, ābolskābe, asparagīnskābe. Arī šo reakciju laikā oglekļa dioksīds uzkrājas augu šūnās un netiek noņemts ar gāzu apmaiņu, kā tas ir vairumā gadījumu.

Pēc tam šī gāze ir iesaistīta fotosintēzes reakcijās un glikozes veidošanā. Ir arī vērts atzīmēt, ka C4 fotosintēzes ceļš prasa vairāk enerģijas nekā Kalvina cikls. Galvenās reakcijas un veidošanās produkti Hatch-Slack ciklā neatšķiras no Kalvina cikla.

Pateicoties Hatch-Slack cikla reakcijām, fotoelpošana augos praktiski nenotiek, jo epidermas stomati ir slēgtā stāvoklī. Tas ļauj viņiem pielāgoties īpašiem dzīves apstākļiem:

• ārkārtējs karstums;
• sauss klimats;
• paaugstināts biotopu sāļums;
• CO2 trūkums.

Gaismas un tumšās fāzes salīdzinājums

Nozīme dabā

Pateicoties fotosintēzei, veidojas skābeklis - vitāli svarīga viela elpošanas procesiem un enerģijas uzkrāšanai šūnās, kas ļauj augt, attīstīties, vairoties dzīviem organismiem un ir tieši iesaistīts visu cilvēka un cilvēka fizioloģisko sistēmu darbā. dzīvnieka ķermenis.

Svarīgs! Atmosfērā esošais skābeklis veido ozona lodi, kas pasargā visus organismus no bīstamā ultravioletā starojuma kaitīgās ietekmes.

Noderīgs video: gatavošanās vienotajam valsts eksāmenam bioloģijā - fotosintēze

Secinājums

Pateicoties spējai sintezēt skābekli un enerģiju, augi veido pirmo posmu visās barības ķēdēs, būdami ražotāji. Patērējot zaļos augus, visi heterotrofi (dzīvnieki, cilvēki) kopā ar pārtiku saņem vitāli svarīgus resursus. Pateicoties procesam, kas notiek zaļajos augos un zilaļģēs, tiek uzturēts nemainīgs atmosfēras gāzes sastāvs un dzīvība uz zemes.

Saskarsmē ar

Fotosintēze ir process, kura rezultātā augu šūnas un daži baktēriju veidi veido un atbrīvo skābekli.

Pamata koncepcija

Fotosintēze ir nekas vairāk kā unikālu fizikālu un ķīmisku reakciju ķēde. No kā tas sastāv? Zaļie augi, kā arī dažas baktērijas absorbē saules gaismu un pārvērš to elektromagnētiskajā enerģijā. Fotosintēzes gala rezultāts ir dažādu organisko savienojumu ķīmisko saišu enerģija.

Augā, kas pakļauts saules gaismai, redoksreakcijas notiek noteiktā secībā. Ūdens un ūdeņradis, kas ir donoru reducējoši aģenti, elektronu veidā pārvietojas uz akceptor-oksidētāju (oglekļa dioksīdu un acetātu). Rezultātā veidojas reducēti ogļhidrātu savienojumi, kā arī skābeklis, ko izdala augi.

Fotosintēzes izpētes vēsture

Daudzus gadu tūkstošus cilvēks bija pārliecināts, ka auga uzturs notiek caur sakņu sistēmu caur augsni. Sešpadsmitā gadsimta sākumā holandiešu dabaszinātnieks Jans Van Helmonts veica eksperimentu ar auga audzēšanu podā. Nosverot augsni pirms stādīšanas un pēc tam, kad augs bija sasniedzis noteiktu izmēru, viņš secināja, ka visi floras pārstāvji uzturvielas saņēma galvenokārt no ūdens. Zinātnieki pieturējās pie šīs teorijas nākamos divus gadsimtus.

Negaidītu, bet pareizu pieņēmumu par augu uzturu 1771. gadā izteica angļu ķīmiķis Džozefs Prīstlijs. Viņa veiktie eksperimenti pārliecinoši pierādīja, ka augi spēj attīrīt gaisu, kas iepriekš nebija piemērots cilvēka elpošanai. Nedaudz vēlāk tika secināts, ka šie procesi nav iespējami bez saules gaismas līdzdalības. Zinātnieki ir atklājuši, ka zaļās augu lapas dara vairāk, nekā vienkārši pārvērš saņemto oglekļa dioksīdu skābeklī. Bez šī procesa viņu dzīve nav iespējama. Kopā ar ūdeni un minerālsāļiem oglekļa dioksīds kalpo kā barība augiem. Tā ir galvenā fotosintēzes nozīme visiem floras pārstāvjiem.

Skābekļa loma dzīvībai uz Zemes

Angļu ķīmiķa Prīstlija veiktie eksperimenti palīdzēja cilvēcei izskaidrot, kāpēc gaiss uz mūsu planētas joprojām ir elpojošs. Galu galā dzīvība tiek saglabāta, neskatoties uz to, ka pastāv milzīgs skaits dzīvo organismu un neskaitāmu ugunsgrēku degšana.

Dzīvības parādīšanās uz Zemes pirms miljardiem gadu bija vienkārši neiespējama. Mūsu planētas atmosfērā nebija brīva skābekļa. Viss mainījās līdz ar augu parādīšanos. Viss šodien atmosfērā esošais skābeklis ir zaļajās lapās notiekošās fotosintēzes rezultāts. Šis process mainīja Zemes izskatu un deva impulsu dzīvības attīstībai. Šo fotosintēzes nenovērtējamo nozīmi cilvēce pilnībā saprata tikai 18. gadsimta beigās.

Nav pārspīlēts teikt, ka cilvēku pastāvēšana uz mūsu planētas ir atkarīga no augu pasaules stāvokļa. Fotosintēzes nozīme ir tās vadošā loma dažādu biosfēras procesu norisē. Globālā mērogā šī apbrīnojamā fizikāli ķīmiskā reakcija noved pie organisko vielu veidošanās no neorganiskām.

Fotosintēzes procesu klasifikācija

Zaļā lapā notiek trīs svarīgas reakcijas. Tie pārstāv fotosintēzi. Tabula, kurā reģistrētas šīs reakcijas, tiek izmantota bioloģijas izpētē. Tās rindās ietilpst:

Fotosintēze;
- gāzes apmaiņa;
- ūdens iztvaikošana.

Tās fizikāli ķīmiskās reakcijas, kas notiek augā dienasgaismas laikā, ļauj zaļajām lapām atbrīvot oglekļa dioksīdu un skābekli. Tumsā - tikai pirmā no šīm divām sastāvdaļām.

Hlorofila sintēze dažos augos notiek pat vājā un izkliedētā apgaismojumā.

Galvenie posmi

Ir divas fotosintēzes fāzes, kas ir cieši saistītas viena ar otru. Pirmajā posmā gaismas staru enerģija tiek pārvērsta augstas enerģijas savienojumos ATP un universālajos reducējošos NADPH. Šie divi elementi ir primārie fotosintēzes produkti.

Otrajā (tumšajā) posmā iegūtais ATP un NADPH tiek izmantots, lai fiksētu oglekļa dioksīdu, līdz tas tiek pārveidots par ogļhidrātiem. Abas fotosintēzes fāzes atšķiras ne tikai laikā. Tie sastopami arī dažādās telpās. Ikvienam, kurš mācās tēmu "fotosintēze" bioloģijā, tabula ar precīzu abu fāžu raksturlielumu norādi palīdzēs precīzāk izprast procesu.

Skābekļa ražošanas mehānisms

Pēc tam, kad augi absorbē oglekļa dioksīdu, tiek sintezētas barības vielas. Šis process notiek zaļajos pigmentos, ko sauc par hlorofiliem, ja tie tiek pakļauti saules gaismai. Šīs pārsteidzošās reakcijas galvenās sastāvdaļas ir:

Gaisma;
- hloroplasti;
- ūdens;
- oglekļa dioksīds;
- temperatūra.

Fotosintēzes secība

Augi skābekli ražo pakāpeniski. Galvenie fotosintēzes posmi ir šādi:

hlorofilu gaismas absorbcija;
- no augsnes iegūtā ūdens sadalīšana skābeklī un ūdeņradī, ko veic hloroplasti (zaļā pigmenta intracelulāras organellas);
- vienas skābekļa daļas pārvietošana atmosfērā, bet otra - augu elpošanas procesam;
- cukura molekulu veidošanās augu proteīna granulās (pirenoīdos);
- cietes, vitamīnu, tauku u.c. ražošana. cukura sajaukšanas rezultātā ar slāpekli.

Neskatoties uz to, ka fotosintēzei ir nepieciešama saules gaisma, šī reakcija var notikt arī mākslīgā apgaismojumā.

Floras loma Zemei

Pamatprocesus, kas notiek zaļajā lapā, bioloģijas zinātne jau ir pilnībā izpētījusi. Fotosintēzes nozīme biosfērā ir milzīga. Šī ir vienīgā reakcija, kas izraisa brīvās enerģijas daudzuma palielināšanos.

Fotosintēzes procesā katru gadu veidojas simts piecdesmit miljardi tonnu organisko vielu. Turklāt šajā periodā augi atbrīvo gandrīz 200 miljonus tonnu skābekļa. Šajā sakarā var apgalvot, ka fotosintēzes loma visai cilvēcei ir milzīga, jo šis process kalpo kā galvenais enerģijas avots uz Zemes.

Unikālas fizikāli ķīmiskās reakcijas procesā notiek oglekļa, skābekļa un daudzu citu elementu cikls. Tas nozīmē vēl vienu svarīgu fotosintēzes nozīmi dabā. Šī reakcija saglabā noteiktu atmosfēras sastāvu, kurā ir iespējama dzīvība uz Zemes.

Augos notiekošais process ierobežo oglekļa dioksīda daudzumu, neļaujot tam uzkrāties paaugstinātā koncentrācijā. Tā ir arī svarīga loma fotosintēzē. Uz Zemes, pateicoties zaļajiem augiem, netiek radīts tā sauktais siltumnīcas efekts. Flora droši aizsargā mūsu planētu no pārkaršanas.

Flora kā uztura pamats

Fotosintēzes loma ir svarīga mežsaimniecībai un lauksaimniecībai. Augu pasaule ir visu heterotrofisko organismu uztura bāze. Tomēr fotosintēzes nozīme ir ne tikai oglekļa dioksīda absorbcijai zaļajās lapās un tāda unikāla reakcijas gatavā produkta kā cukura iegūšanai. Augi spēj pārveidot slāpekļa un sēra savienojumus vielās, kas veido to ķermeni.

Kā tas notiek? Kāda ir fotosintēzes nozīme augu dzīvē? Šo procesu veic, rūpnīcā ražojot nitrātu jonus. Šie elementi ir atrodami augsnes ūdenī. Viņi iekļūst augā caur sakņu sistēmu. Zaļā organisma šūnas pārstrādā nitrātu jonus aminoskābēs, kas veido olbaltumvielu ķēdes. Fotosintēzes procesā veidojas arī tauku komponenti. Tās ir svarīgas augu rezerves vielas. Tādējādi daudzu augļu sēklas satur barojošu eļļu. Šis produkts ir svarīgs arī cilvēkiem, jo ​​to izmanto pārtikas un lauksaimniecības rūpniecībā.

Fotosintēzes loma augkopībā

Lauksaimniecības uzņēmumu pasaules praksē plaši tiek izmantoti augu attīstības un augšanas pamatmodeļu izpētes rezultāti. Kā zināms, kultūraugu veidošanās pamats ir fotosintēze. Tās intensitāte savukārt ir atkarīga no kultūraugu ūdens režīma, kā arī no to minerālbarības. Kā cilvēkam panākt ražas blīvuma un lapu izmēra palielināšanos, lai augs maksimāli izmantotu saules enerģiju un no atmosfēras uzņemtu oglekļa dioksīdu? Lai to panāktu, tiek optimizēti lauksaimniecības kultūru minerālbarības un ūdens piegādes apstākļi.

Zinātniski pierādīts, ka raža ir atkarīga no zaļo lapu platības, kā arī no tajās notiekošo procesu intensitātes un ilguma. Bet tajā pašā laikā ražas blīvuma palielināšanās izraisa lapu ēnojumu. Saules gaisma tiem nevar iekļūt, un gaisa masu ventilācijas pasliktināšanās dēļ oglekļa dioksīds iekļūst nelielos daudzumos. Tā rezultātā samazinās fotosintēzes procesa aktivitāte un samazinās augu produktivitāte.

Fotosintēzes loma biosfērā

Saskaņā ar aptuvenākajiem aprēķiniem, tikai autotrofiskie augi, kas dzīvo Pasaules okeāna ūdeņos, ik gadu pārvērš no 20 līdz 155 miljardiem tonnu oglekļa organiskās vielās. Un tas neskatoties uz to, ka saules staru enerģiju viņi izmanto tikai 0,11%. Kas attiecas uz sauszemes augiem, tie katru gadu absorbē no 16 līdz 24 miljardiem tonnu oglekļa. Visi šie dati pārliecinoši norāda, cik svarīga dabā ir fotosintēze. Tikai šīs reakcijas rezultātā atmosfēra tiek papildināta ar dzīvībai nepieciešamo molekulāro skābekli, kas nepieciešams sadegšanai, elpošanai un dažādām rūpnieciskām darbībām. Daži zinātnieki uzskata, ka, paaugstinoties oglekļa dioksīda līmenim atmosfērā, palielinās fotosintēzes ātrums. Tajā pašā laikā atmosfēra tiek papildināta ar trūkstošo skābekli.

Fotosintēzes kosmiskā loma

Zaļie augi ir starpnieki starp mūsu planētu un Sauli. Tie uztver debesu ķermeņa enerģiju un nodrošina dzīvības pastāvēšanu uz mūsu planētas.

Fotosintēze ir process, par kuru var runāt kosmiskā mērogā, jo tas savulaik veicināja mūsu planētas tēla pārveidi. Pateicoties reakcijai, kas notiek zaļajās lapās, saules staru enerģija netiek izkliedēta kosmosā. Tas pārvēršas jaunizveidoto organisko vielu ķīmiskajā enerģijā.

Cilvēku sabiedrībai ir nepieciešami fotosintēzes produkti ne tikai pārtikai, bet arī saimnieciskai darbībai.

Tomēr cilvēcei ir svarīgi ne tikai tie saules stari, kas šobrīd krīt uz mūsu Zemi. Tie fotosintēzes produkti, kas iegūti pirms miljoniem gadu, ir ārkārtīgi nepieciešami dzīvībai un ražošanas aktivitātēm. Tie ir atrodami planētas zarnās ogļu, degošas gāzes un naftas slāņu un kūdras nogulumu veidā.