Obstajajo tri vrste plastidov:

• kloroplasti- zelena, funkcija - fotosinteza
• kromoplasti- rdeča in rumena, so razpadli kloroplasti, lahko dajejo svetle barve cvetnim listom in sadju.
• levkoplasti- brezbarvna, funkcija - shranjevanje snovi.

Zgradba kloroplastov

Prekrit z dvema membranama. Zunanja membrana je gladka, notranja ima izrastke navznoter - tilakoide. Skladi kratkih tilakoidov se imenujejo zrna, povečajo površino notranje membrane, da sprejmejo čim več fotosintetskih encimov.

Notranje okolje kloroplasta se imenuje stroma. Vsebuje krožno DNA in ribosome, zaradi katerih kloroplasti samostojno tvorijo del svojih beljakovin, zato jih imenujemo polavtonomni organeli. (Verjamemo, da so bili plastidi prej proste bakterije, ki jih je velika celica absorbirala, vendar niso bile prebavljene.)

Fotosinteza (enostavna)

V zelenih listih na svetlobi
V kloroplastih z uporabo klorofila
Iz ogljikovega dioksida in vode
Sintetizirata se glukoza in kisik.

Fotosinteza (srednja težavnost)

1. Lahka faza.
Nastaja na svetlobi v grani kloroplastov. Pod vplivom svetlobe pride do razgradnje (fotolize) vode, pri čemer nastane kisik, ki se sprosti, ter atomi vodika (NADP-H) in energija ATP, ki se porabijo v naslednji fazi.

2. Temna faza.
Pojavlja se na svetlobi in v temi (svetloba ni potrebna), v stromi kloroplastov. Iz ogljikovega dioksida, pridobljenega iz okolja, in vodikovih atomov, pridobljenih v prejšnji stopnji, se sintetizira glukoza z uporabo energije ATP, pridobljene v prejšnji stopnji.

Izberite eno, najbolj pravilno možnost. Celični organel, ki vsebuje molekulo DNA
1) ribosom
2) kloroplast
3) celično središče
4) Golgijev kompleks

Odgovori

Izberite eno, najbolj pravilno možnost. Pri sintezi katere snovi sodelujejo vodikovi atomi v temni fazi fotosinteze?
1) NADP-2H
2) glukoza
3) ATP
4) voda

Odgovori

Izberite eno, najbolj pravilno možnost. Kateri celični organel vsebuje DNK?
1) vakuola
2) ribosom
3) kloroplast
4) lizosom

Odgovori

Izberite eno, najbolj pravilno možnost. V celicah pride do primarne sinteze glukoze
1) mitohondrije
2) endoplazmatski retikulum
3) Golgijev kompleks
4) kloroplasti

Odgovori

Izberite eno, najbolj pravilno možnost. Molekule kisika med fotosintezo nastanejo zaradi razgradnje molekul
1) ogljikov dioksid
2) glukoza
3) ATP
4) voda

Odgovori

Izberite eno, najbolj pravilno možnost. Proces fotosinteze je treba obravnavati kot enega od pomembnih členov v kroženju ogljika v biosferi, saj med njegovim
1) rastline absorbirajo ogljik iz nežive narave v živo snov
2) rastline sproščajo kisik v ozračje
3) organizmi med dihanjem sproščajo ogljikov dioksid
4) industrijska proizvodnja napolni ozračje z ogljikovim dioksidom

Odgovori

Izberite eno, najbolj pravilno možnost. Ali so naslednje trditve o fotosintezi pravilne? A) V svetlobni fazi se energija svetlobe pretvori v energijo kemičnih vezi glukoze. B) Reakcije temne faze potekajo na tilakoidnih membranah, v katere vstopajo molekule ogljikovega dioksida.
1) samo A je pravilen
2) samo B je pravilno
3) obe sodbi sta pravilni
4) obe sodbi sta nepravilni

Odgovori

KLOROPLAST
1. Vse naslednje značilnosti, razen dveh, se lahko uporabijo za opis strukture in funkcij kloroplasta. Določite dve značilnosti, ki "izpadeta" s splošnega seznama, in zapišite številke, pod katerimi sta navedeni.
1) je organel z dvojno membrano
2) ima svojo zaprto molekulo DNA
3) je polavtonomni organel
4) tvori vreteno
5) napolnjen s celičnim sokom s saharozo

Odgovori

2. Izberite tri značilnosti zgradbe in delovanja kloroplastov
1) notranje membrane tvorijo kriste
2) v zrnih poteka veliko reakcij
3) v njih pride do sinteze glukoze
4) so ​​mesto sinteze lipidov
5) sestavljena iz dveh različnih delcev
6) organele z dvojno membrano

Odgovori

3. Izberi tri pravilne odgovore od šestih in zapiši številke, pod katerimi so navedeni. V kloroplastih rastlinskih celic potekajo naslednji procesi:
1) hidroliza polisaharidov
2) razgradnja piruvične kisline
3) fotoliza vode
4) razgradnja maščob na maščobne kisline in glicerol
5) sinteza ogljikovih hidratov
6) Sinteza ATP

Odgovori

KLOROPLASTI RAZEN
1. Za opis plastidov se uporabljajo naslednji izrazi, razen dveh. Določite dva izraza, ki »izpadeta« iz splošnega seznama in zapišite številke, pod katerimi sta navedena v tabeli.
1) pigment
2) glikokaliks
3) grana
4) krista
5) tilakoid

Odgovori

2. Za opis kloroplastov je mogoče uporabiti vse naslednje značilnosti razen dveh. Določite dve značilnosti, ki "izpadeta" s splošnega seznama, in zapišite številke, pod katerimi sta navedeni.
1) organele z dvojno membrano
2) uporabljajo svetlobno energijo za ustvarjanje organskih snovi
3) notranje membrane tvorijo kriste
4) sinteza glukoze poteka na membranah krist
5) izhodni snovi za sintezo ogljikovih hidratov sta ogljikov dioksid in voda

Odgovori

STROMA - TILAKOID
Vzpostavite ujemanje med procesi in njihovo lokalizacijo v kloroplastih: 1) stroma, 2) tilakoid. Zapišite številki 1 in 2 v vrstnem redu, ki ustreza črkam.
A) uporaba ATP
B) fotoliza vode
B) stimulacija klorofila
D) tvorba pentoze
D) prenos elektronov po encimski verigi

Odgovori

1. Spodaj navedene značilnosti, razen dveh, se uporabljajo za opis strukture in funkcij prikazanega celičnega organela. Določite dve značilnosti, ki "izpadeta" s splošnega seznama, in zapišite številke, pod katerimi sta navedeni.

2) kopiči molekule ATP
3) zagotavlja fotosintezo

5) ima delno avtonomijo

Odgovori

2. Vse spodaj navedene značilnosti, razen dveh, se lahko uporabijo za opis celičnega organela, prikazanega na sliki. Določite dve značilnosti, ki "izpadeta" s splošnega seznama, in zapišite številke, pod katerimi sta navedeni.
1) enomembranski organel
2) sestoji iz krist in kromatina
3) vsebuje krožno DNK
4) sintetizira lastne beljakovine
5) sposoben delitve

Odgovori

Spodaj navedene lastnosti, razen dveh, se uporabljajo za opis strukture in funkcij prikazanega celičnega organela. Določite dve značilnosti, ki "izpadeta" s splošnega seznama, in zapišite številke, pod katerimi sta navedeni.
1) razgradi biopolimere v monomere
2) kopiči molekule ATP
3) zagotavlja fotosintezo
4) se nanaša na organele z dvojno membrano
5) ima delno avtonomijo

Odgovori

SVETLOBA
1. Izberite dva pravilna odgovora od petih in zapišite številke, pod katerimi sta navedena. Med svetlobno fazo fotosinteze v celici
1) kisik nastane kot posledica razgradnje molekul vode
2) ogljikovi hidrati se sintetizirajo iz ogljikovega dioksida in vode
3) pride do polimerizacije molekul glukoze, da nastane škrob
4) Sintetizirajo se molekule ATP
5) energija molekul ATP se porabi za sintezo ogljikovih hidratov

Odgovori

2. Iz splošnega seznama poišči tri pravilne trditve in v tabelo zapiši številke, pod katerimi so navedene. Med svetlobno fazo poteka fotosinteza
1) fotoliza vode


4) povezava vodika s transporterjem NADP+

Odgovori

SVETLOBA RAZEN
1. Za določitev procesov svetlobne faze fotosinteze je mogoče uporabiti vse spodnje znake, razen dveh. Določite dve značilnosti, ki "izpadeta" s splošnega seznama, in zapišite številke, pod katerimi sta navedeni.
1) fotoliza vode
2) redukcija ogljikovega dioksida v glukozo
3) sinteza molekul ATP z uporabo energije sončne svetlobe
4) tvorba molekularnega kisika
5) uporaba energije molekul ATP za sintezo ogljikovih hidratov

Odgovori

2. Vse spodaj navedene značilnosti, razen dveh, se lahko uporabijo za opis svetlobne faze fotosinteze. Določite dve značilnosti, ki "izpadeta" s splošnega seznama, in zapišite številke, pod katerimi sta navedeni.
1) nastane stranski produkt - kisik
2) se pojavi v stromi kloroplasta
3) vezava ogljikovega dioksida
4) Sinteza ATP
5) fotoliza vode

Odgovori

3. Vse spodaj navedene značilnosti, razen dveh, se uporabljajo za opis stopnje fotosinteze, prikazane na sliki. Določite dve značilnosti, ki "izpadeta" s splošnega seznama, in zapišite številke, pod katerimi sta navedeni. Na tej stopnji
1) pride do sinteze glukoze
2) začne se Calvinov cikel
3) Sintetizira se ATP
4) pride do fotolize vode
5) vodik se združi z NADP

Odgovori

TEMNO
Izberite tri možnosti. Za temno fazo fotosinteze je značilno
1) pojav procesov na notranjih membranah kloroplastov
2) sinteza glukoze
3) fiksacija ogljikovega dioksida
4) potek procesov v stromi kloroplastov
5) prisotnost fotolize vode
6) Tvorba ATP

Odgovori

TEMNO RAZEN
1. Spodaj navedeni koncepti, razen dveh, se uporabljajo za opis temne faze fotosinteze. Določite dva pojma, ki "izpadeta" s splošnega seznama, in zapišite številke, pod katerimi sta navedena.

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

Odgovori

2. Vse spodaj navedene značilnosti, razen dveh, se uporabljajo za opis temne faze fotosinteze. Določite dve značilnosti, ki "izpadeta" s splošnega seznama, in zapišite številke, pod katerimi sta navedeni.
1) tvorba kisika
2) fiksacija ogljikovega dioksida
3) poraba energije ATP
4) sinteza glukoze
5) stimulacija klorofila

Odgovori

SVETLO - TEMNO
1. Vzpostavite ujemanje med procesom fotosinteze in fazo, v kateri se pojavi: 1) svetloba, 2) tema. Zapiši številki 1 in 2 v pravilnem vrstnem redu.
A) tvorba molekul NADP-2H
B) sproščanje kisika
B) sinteza monosaharidov
D) sinteza molekul ATP
D) dodajanje ogljikovega dioksida ogljikovim hidratom

Odgovori

2. Vzpostavite ujemanje med značilnostjo in fazo fotosinteze: 1) svetloba, 2) temno. Zapiši številki 1 in 2 v pravilnem vrstnem redu.
A) fotoliza vode
B) fiksacija ogljikovega dioksida
B) cepitev molekul ATP
D) vzbujanje klorofila s svetlobnimi kvanti
D) sinteza glukoze

Odgovori

3. Vzpostavite ujemanje med procesom fotosinteze in fazo, v kateri se pojavi: 1) svetloba, 2) tema. Zapiši številki 1 in 2 v pravilnem vrstnem redu.
A) tvorba molekul NADP*2H
B) sproščanje kisika
B) sinteza glukoze
D) sinteza molekul ATP
D) zmanjšanje ogljikovega dioksida

Odgovori

4. Vzpostavite ujemanje med procesi in fazo fotosinteze: 1) svetloba, 2) tema. Zapišite številki 1 in 2 v vrstnem redu, ki ustreza črkam.
A) polimerizacija glukoze
B) vezava ogljikovega dioksida
B) Sinteza ATP
D) fotoliza vode
D) tvorba vodikovih atomov
E) sinteza glukoze

Odgovori

5. Vzpostavite ujemanje med fazami fotosinteze in njihovimi značilnostmi: 1) svetloba, 2) tema. Zapišite številki 1 in 2 v vrstnem redu, ki ustreza črkam.
A) Pride do fotolize vode
B) Nastane ATP
B) kisik se sprošča v ozračje
D) nadaljuje s porabo energije ATP
D) reakcije se lahko pojavijo tako na svetlobi kot v temi

Odgovori

6 sob. Vzpostavite ujemanje med fazami fotosinteze in njihovimi značilnostmi: 1) svetloba, 2) tema. Zapišite številki 1 in 2 v vrstnem redu, ki ustreza črkam.
A) obnovitev NADP+
B) transport vodikovih ionov skozi membrano
B) nastane v grani kloroplastov
D) sintetizirajo se molekule ogljikovih hidratov
D) klorofilni elektroni se premaknejo na višjo energijsko raven
E) Porabi se energija ATP

Odgovori

OBLIKOVANJE 7:
A) gibanje vzbujenih elektronov
B) pretvorba NADP-2R v NADP+
B) oksidacija NADPH
D) nastane molekulski kisik
D) procesi potekajo v stromi kloroplasta

NAKNADNOST
1. Vzpostavite pravilno zaporedje procesov, ki se pojavljajo med fotosintezo. Zapišite številke, pod katerimi so označeni v tabeli.
1) Uporaba ogljikovega dioksida
2) Nastajanje kisika
3) Sinteza ogljikovih hidratov
4) Sinteza molekul ATP
5) Vzbujanje klorofila

Odgovori

2. Vzpostavite pravilno zaporedje procesov fotosinteze.
1) pretvorba sončne energije v energijo ATP
2) tvorba vzbujenih elektronov klorofila
3) fiksacija ogljikovega dioksida
4) tvorba škroba
5) pretvorba energije ATP v energijo glukoze

Odgovori

3. Vzpostavite zaporedje procesov, ki se pojavljajo med fotosintezo. Zapišite ustrezno zaporedje številk.
1) fiksacija ogljikovega dioksida
2) Razgradnja ATP in sproščanje energije
3) sinteza glukoze
4) sinteza molekul ATP
5) stimulacija klorofila

Odgovori

FOTOSINTEZA
Izberite celične organele in njihove strukture, ki sodelujejo v procesu fotosinteze.
1) lizosomi
2) kloroplasti
3) tilakoidi
4) zrna
5) vakuole
6) ribosomi

Odgovori

FOTOSINTEZA RAZEN
Za opis procesa fotosinteze je mogoče uporabiti vse naslednje značilnosti razen dveh. Določite dve lastnosti, ki »izpadeta« s splošnega seznama, in zapišite številke, pod katerimi sta navedeni v vašem odgovoru.
1) Za izvedbo postopka se uporablja svetlobna energija.
2) Proces poteka v prisotnosti encimov.
3) Osrednjo vlogo v procesu ima molekula klorofila.
4) Proces spremlja razgradnja molekule glukoze.
5) Proces se ne more zgoditi v prokariontskih celicah.

Odgovori

Analizirajte tabelo. Izpolnite prazne celice tabele s pojmi in izrazi, podanimi na seznamu. Za vsako celico s črkami izberite ustrezen izraz s ponujenega seznama.
1) tilakoidne membrane
2) svetlobna faza
3) fiksacija anorganskega ogljika
4) fotosinteza vode
5) temna faza
6) celična citoplazma

Odgovori

Analizirajte tabelo "Reakcije fotosinteze". Za vsako črko izberite ustrezen izraz s ponujenega seznama.
1) oksidativna fosforilacija
2) oksidacija NADP-2H
3) tilakoidne membrane
4) glikoliza
5) dodajanje ogljikovega dioksida pentozi
6) tvorba kisika
7) tvorba ribuloznega difosfata in glukoze
8) sinteza 38 ATP

Odgovori

V besedilo "Sinteza organskih snovi v rastlini" vnesite manjkajoče pojme s predlaganega seznama z uporabo numeričnih zapisov. Zapišite izbrane številke v vrstnem redu, ki ustreza črkam. Rastline hranijo energijo, ki je potrebna za njihov obstoj, v obliki organskih snovi. Te snovi se sintetizirajo med __________ (A). Ta proces poteka v celicah listov v __________ (B) - posebnih zelenih plastidih. Vsebujejo posebno zeleno snov – __________ (B). Predpogoj za nastanek organskih snovi poleg vode in ogljikovega dioksida je __________ (D).
Seznam izrazov:
1) dihanje
2) izhlapevanje
3) levkoplast
4) hrana
5) svetloba
6) fotosinteza
7) kloroplast
8) klorofil

Odgovori

Vzpostavite ujemanje med stopnjami procesa in procesi: 1) fotosinteza, 2) biosinteza beljakovin. Zapiši številki 1 in 2 v pravilnem vrstnem redu.
A) sproščanje prostega kisika
B) tvorba peptidnih vezi med aminokislinami
B) sinteza mRNA na DNA
D) postopek prevajanja
D) obnova ogljikovih hidratov
E) pretvorba NADP+ v NADP 2H

Odgovori

© D.V. Pozdnjakov, 2009-2019

Ali veste, da je vsak zeleni list miniaturna »tovarna« hranil in kisika, ki je potreben za normalno življenje ne le živali, ampak tudi ljudi. Fotosinteza je proces proizvodnje teh snovi iz vode in ogljikovega dioksida iz ozračja. To je zelo zapleten kemični proces, ki poteka ob sodelovanju svetlobe. Nedvomno vsakogar zanima, kako poteka proces fotosinteze. Proces je sestavljen iz dveh stopenj: prva stopnja je absorpcija svetlobnih kvantov, druga stopnja pa izraba njihove energije v različnih kemijskih reakcijah.

Kako poteka proces fotosinteze?
Rastlina absorbira svetlobo s pomočjo zelene snovi, imenovane klorofil. Klorofil je vsebovan v kloroplastih, ki jih najdemo v plodovih in steblih. Še posebej veliko pa jih je v listih, saj lahko list zaradi svoje precej preproste zgradbe pritegne veliko količino svetlobe in s tem prejme veliko več energije za proces fotosinteze.
Klorofil je po absorpciji v vzbujenem stanju in prenaša energijo na druge molekule rastlinskega telesa, zlasti tiste, ki neposredno sodelujejo pri fotosintezi. Druga stopnja procesa fotosinteze poteka brez obvezne udeležbe svetlobe in je sestavljena iz pridobivanja kemične vezi s sodelovanjem ogljikovega dioksida, ki se pridobiva iz vode in zraka. Na tej stopnji se sintetizirajo različne za življenje zelo koristne snovi, kot sta glukoza in škrob.

Rastline same uporabljajo te organske snovi za prehranjevanje svojih različnih delov, pa tudi za vzdrževanje normalnih življenjskih funkcij. Poleg tega te snovi pridobivajo tudi živali, ki se hranijo z rastlinami. Te snovi človek dobi z uživanjem živil rastlinskega in živalskega izvora.

Pogoji za fotosintezo
Proces fotosinteze se lahko pojavi ne le pod vplivom umetne svetlobe, ampak tudi sončne svetlobe. V naravi rastline praviloma aktivno izvajajo svoje dejavnosti spomladi in poleti, torej v času, ko je potrebno veliko sončne svetlobe. Jeseni je manj svetlobe, dnevi so krajši, listje porumeni in nato odpade. A takoj, ko se pokaže toplo spomladansko sonce, se zeleno listje prebudi in zelene »tovarne« ponovno začnejo delovati, da bi zagotovile veliko količino hranil in kisika, ki je tako potreben za življenje.

Kje poteka proces fotosinteze?
Fotosinteza se v glavnem dogaja, kot smo rekli zgoraj, če se spomnite, v listih rastlin, ker imajo sposobnost sprejemanja velike količine svetlobe, ki je tako potrebna za proces fotosinteze.

Na koncu lahko povzamemo in rečemo, da je proces, kot je fotosinteza, sestavni del življenja rastlin. Upamo, da je naš članek marsikomu pomagal razumeti, kaj je fotosinteza in zakaj je potrebna.

Zgodovina odkritja neverjetnega in življenjsko pomembnega pojava, kot je fotosinteza, je globoko zakoreninjena v preteklosti. Pred več kot štirimi stoletji, leta 1600, je belgijski znanstvenik Jan Van Helmont izvedel preprost poskus. Vrbovo vejico je položil v vrečo, v kateri je bilo 80 kg zemlje. Znanstvenik je zabeležil začetno težo vrbe, nato pa rastlino pet let zalival izključno z deževnico. Predstavljajte si presenečenje Jana Van Helmonta, ko je ponovno stehtal vrbo. Teža rastline se je povečala za 65 kg, masa zemlje pa se je zmanjšala le za 50 gramov! Od kod je rastlina dobila 64 kg 950 gramov hranilnih snovi, za znanstvenika ostaja skrivnost!

Naslednji pomemben poskus na poti do odkritja fotosinteze je pripadal angleškemu kemiku Josephu Priestleyju. Znanstvenik je pod pokrov dal miško in pet ur kasneje je glodalec umrl. Ko je Priestley z miško položil vejico mete in glodavca tudi pokril s pokrovčkom, je miška ostala živa. Ta poskus je znanstvenika pripeljal do ideje, da obstaja proces, ki je nasproten dihanju. Jan Ingenhouse je leta 1779 ugotovil dejstvo, da so le zeleni deli rastlin sposobni sproščati kisik. Tri leta pozneje je švicarski znanstvenik Jean Senebier dokazal, da se ogljikov dioksid pod vplivom sončne svetlobe razgrajuje v organelih zelenih rastlin. Samo pet let pozneje je francoski znanstvenik Jacques Boussingault, ki je izvajal laboratorijske raziskave, odkril dejstvo, da rastline absorbirajo vodo tudi med sintezo organskih snovi. Epohalno odkritje je leta 1864 naredil nemški botanik Julius Sachs. Uspelo mu je dokazati, da sta količina porabljenega ogljikovega dioksida in sproščenega kisika v razmerju 1:1.

Fotosinteza je eden najpomembnejših bioloških procesov

V znanstvenem smislu je fotosinteza (iz starogrščine φῶς - svetloba in σύνθεσις - povezava, vezava) proces, pri katerem iz ogljikovega dioksida in vode na svetlobi nastanejo organske snovi. Glavna vloga v tem procesu pripada fotosintetskim segmentom.

Če govorimo figurativno, lahko list rastline primerjamo z laboratorijem, katerega okna gledajo na sončno stran. V njem se tvorijo organske snovi. Ta proces je osnova za obstoj vsega življenja na Zemlji.

Marsikdo se bo upravičeno vprašal: kaj dihajo ljudje, ki živijo v mestu, kjer podnevi z ognjem ne najdeš niti drevesa ali travke? Odgovor je zelo preprost. Dejstvo je, da kopenske rastline predstavljajo le 20% kisika, ki ga sprostijo rastline. Morske alge imajo vodilno vlogo pri proizvodnji kisika v ozračju. Predstavljajo 80 % proizvedenega kisika. Če govorimo v jeziku številk, tako rastline kot alge letno v ozračje sprostijo 145 milijard ton (!) kisika! Ni zaman, da se svetovni oceani imenujejo "pljuča planeta".

Splošna formula za fotosintezo je naslednja:

Voda + Ogljikov dioksid + Svetloba → Ogljikovi hidrati + Kisik

Zakaj rastline potrebujejo fotosintezo?

Kot smo izvedeli, je fotosinteza nujen pogoj za človekov obstoj na Zemlji. Vendar to ni edini razlog, zakaj fotosintetični organizmi aktivno proizvajajo kisik v ozračje. Dejstvo je, da tako alge kot rastline letno tvorijo več kot 100 milijard organskih snovi (!), ki so osnova njihove življenjske aktivnosti. Če se spomnimo poskusa Jana Van Helmonta, razumemo, da je fotosinteza osnova prehrane rastlin. Znanstveno je dokazano, da 95% pridelka določajo organske snovi, ki jih rastlina pridobi v procesu fotosinteze, 5% pa mineralna gnojila, ki jih vrtnar nanese na tla.

Sodobni poletni prebivalci posvečajo glavno pozornost prehrani rastlin v tleh, pozabljajo pa na njihovo zračno prehrano. Ni znano, kakšen pridelek bi lahko dobili vrtnarji, če bi bili pozorni na proces fotosinteze.

Vendar niti rastline niti alge ne bi mogle tako aktivno proizvajati kisika in ogljikovih hidratov, če ne bi imele neverjetnega zelenega pigmenta - klorofila.

Skrivnost zelenega pigmenta

Glavna razlika med rastlinskimi celicami in celicami drugih živih organizmov je prisotnost klorofila. Mimogrede, prav on je odgovoren za to, da so listi rastlin obarvani zeleno. Ta kompleksna organska spojina ima eno neverjetno lastnost: lahko absorbira sončno svetlobo! Zahvaljujoč klorofilu postane mogoč tudi proces fotosinteze.

Dve stopnji fotosinteze

Preprosto povedano, fotosinteza je proces, pri katerem voda in ogljikov dioksid, ki ju rastlina absorbira na svetlobi, s pomočjo klorofila tvorita sladkor in kisik. Na ta način se anorganske snovi presenetljivo spremenijo v organske. Sladkor, pridobljen pri pretvorbi, je vir energije za rastline.

Fotosinteza ima dve stopnji: svetlo in temno.

Svetlobna faza fotosinteze

Izvaja se na tilakoidnih membranah.

Tilakoidi so z membrano omejene strukture. Nahajajo se v stromi kloroplasta.

Vrstni red dogodkov v svetlobni fazi fotosinteze je:

1. Svetloba zadene molekulo klorofila, ki jo nato absorbira zeleni pigment in povzroči, da postane vznemirjen. Elektron, vključen v molekulo, se premakne na višjo raven in sodeluje v procesu sinteze.
2. Razcepi vode, med katerimi se protoni pod vplivom elektronov pretvorijo v vodikove atome. Nato se porabijo za sintezo ogljikovih hidratov.
3. Na zadnji stopnji svetlobne stopnje se sintetizira ATP (adenozin trifosfat). To je organska snov, ki igra vlogo univerzalnega akumulatorja energije v bioloških sistemih.

Temna faza fotosinteze

Mesto, kjer nastopi temna faza, je stroma kloroplastov. V temni fazi se sprošča kisik in sintetizira glukoza. Mnogi bodo mislili, da je ta faza dobila to ime, ker se proces, ki poteka v tej fazi, odvija izključno ponoči. Pravzaprav to ne drži povsem. Sinteza glukoze poteka 24 ur na dan. Dejstvo je, da se na tej stopnji svetlobna energija ne porablja več, kar pomeni, da preprosto ni potrebna.

Pomen fotosinteze za rastline

Ugotovili smo že, da rastline potrebujejo fotointezo nič manj kot mi. Zelo enostavno je govoriti o obsegu fotosinteze v smislu številk. Znanstveniki so izračunali, da samo kopenske rastline shranijo toliko sončne energije, kot bi je lahko porabilo 100 megamest v 100 letih!

Dihanje rastlin je nasproten proces fotosinteze. Pomen dihanja rastlin je, da v procesu fotosinteze sproščajo energijo in jo usmerjajo za potrebe rastlin. Preprosto povedano, pridelek je razlika med fotosintezo in dihanjem. Več fotosinteze in nižje dihanje, večja je letina in obratno!

Fotosinteza je neverjeten proces, ki omogoča življenje na Zemlji!

V naravi pod vplivom sončne svetlobe poteka vitalni proces, brez katerega ne more nobeno živo bitje na planetu Zemlja. Zaradi reakcije se v zrak sprosti kisik, ki ga dihamo. Ta proces se imenuje fotosinteza. Kaj je fotosinteza z znanstvenega vidika in kaj se dogaja v kloroplastih rastlinskih celic, bomo razmislili spodaj.

Fotosinteza v biologiji je pretvorba organskih snovi in ​​kisika iz anorganskih spojin pod vplivom sončne energije. Značilen je za vse fotoavtotrofe, ki so sposobni sami proizvajati organske spojine.

Takšni organizmi vključujejo rastline, zelene in škrlatne bakterije ter cianobakterije (modrozelene alge).

Fotoavtotrofne rastline absorbirajo vodo iz zemlje in ogljikov dioksid iz zraka. Pod vplivom sončne energije se tvori glukoza, ki se nato pretvori v polisaharid - škrob, potreben rastlinskim organizmom za prehrano in proizvodnjo energije. V okolje se sprošča kisik – pomembna snov, ki jo vsi živi organizmi uporabljajo za dihanje.

Kako poteka fotosinteza. Kemijsko reakcijo lahko predstavimo z naslednjo enačbo:

6СО2 + 6Н2О + E = С6Н12О6 + 6О2

Fotosintetske reakcije potekajo v rastlinah na celični ravni, in sicer v kloroplastih, ki vsebujejo glavni pigment klorofil. Ta spojina ne le daje rastlinam zeleno barvo, ampak tudi aktivno sodeluje pri samem procesu.

Da bi bolje razumeli proces, se morate seznaniti s strukturo zelenih organelov - kloroplastov.

Zgradba kloroplastov

Kloroplasti so celični organeli, ki jih najdemo samo v rastlinah in cianobakterijah. Vsak kloroplast je prekrit z dvojno membrano: zunanjo in notranjo. Notranji del kloroplasta je napolnjen s stromo - glavno snovjo, katere konsistenca je podobna citoplazmi celice.

Struktura kroloplasta

Stromo kloroplasta sestavljajo:

• tilakoidi - strukture, ki spominjajo na ploščate vrečke, ki vsebujejo pigment klorofil;
• gran - tilakoidne skupine;
• lamela – tubuli, ki povezujejo grano tilakoidov.

Vsaka grana je videti kot kup kovancev, kjer je vsak kovanec tilakoid, lamela pa je polica, na kateri so grane položene. Poleg tega imajo kloroplasti lastno genetsko informacijo, ki jo predstavljajo dvoverižne verige DNA, pa tudi ribosome, ki sodelujejo pri sintezi beljakovin, oljnih kapljic in škrobnih zrn.

Koristen video: fotosinteza

Glavne faze

Fotosinteza ima dve izmenjujoči se fazi: svetlo in temno. Vsak ima svoje značilnosti in produkte, ki nastanejo med določenimi reakcijami. Dva fotosistema, tvorjena iz pomožnih pigmentov, ki zbirajo svetlobo, klorofila in karotenoida, prenašata energijo na glavni pigment. Posledično se svetlobna energija pretvori v kemično energijo – ATP (adenozin trifosforna kislina). Kaj se dogaja v procesih fotosinteze.

Svetloba

Svetlobna faza nastopi, ko fotoni svetlobe zadenejo rastlino. V kloroplastu se pojavlja na tilakoidnih membranah.

Glavni procesi:

1. Pigmenti fotosistema I začnejo "vsrkavati" fotone sončne energije, ki se prenašajo v reakcijski center.
2. Pod vplivom svetlobnih fotonov se elektroni v molekuli pigmenta (klorofil) "vzbudijo".
3. "Vzbujeni" elektron se prenese na zunanjo membrano tilakoida s pomočjo transportnih proteinov.
4. Isti elektron interagira s kompleksno spojino NADP (nikotinamid adenin dinukleotid fosfat), ki jo reducira v NADP*H2 (ta spojina je vključena v temno fazo).

Podobni procesi se dogajajo v fotosistemu II. »Vzbujeni« elektroni zapustijo reakcijski center in se prenesejo na zunanjo membrano tilakoida, kjer se vežejo na akceptor elektronov, se vrnejo v fotosistem I in ga obnovijo.

Svetlobna faza fotosinteze

Kako se obnovi fotosistem II? To se zgodi zaradi fotolize vode - reakcije cepitve H2O. Najprej molekula vode preda elektrone reakcijskemu središču fotosistema II, zaradi česar pride do njegove redukcije. Po tem se voda popolnoma razdeli na vodik in kisik. Slednji prodre v okolje skozi stomate povrhnjice lista.

Fotolizo vode lahko prikažemo z enačbo:

2H2O = 4H + 4e + O2

Poleg tega se med svetlobno fazo sintetizirajo molekule ATP - kemična energija, ki gre v tvorbo glukoze. Tilakoidna membrana vsebuje encimski sistem, ki sodeluje pri tvorbi ATP. Ta proces se pojavi kot posledica dejstva, da se vodikov ion prenese skozi kanal posebnega encima iz notranje lupine v zunanjo lupino. Po tem se energija sprosti.

Pomembno je vedeti! V svetlobni fazi fotosinteze nastaja kisik in energija ATP, ki se v temni fazi porabi za sintezo monosaharidov.

Temno

Reakcije temne faze potekajo neprekinjeno, tudi brez prisotnosti sončne svetlobe. Fotosintetske reakcije potekajo v stromi (notranjem okolju) kloroplasta. To temo je podrobneje preučeval Melvin Calvin, v čast katerega se reakcije temne faze imenujejo Calvinov cikel ali C3 - pot.

Ta cikel poteka v 3 fazah:

1. karboksilacija.
2. Obnovitev.
3. Regeneracija akceptorjev.

Med karboksilacijo se snov, imenovana ribuloza bisfosfat, poveže z delci ogljikovega dioksida. V ta namen se uporablja poseben encim - karboksilaza. Nastane nestabilna šestogljikova spojina, ki se skoraj takoj razcepi na 2 molekuli PGA (fosfoglicerinska kislina).

Za obnovitev PHA se uporablja energija ATP in NADP*H2, ki nastane med svetlobno fazo. Pri zaporednih reakcijah nastane trikarbonski sladkor s fosfatno skupino.

Med regeneracijo akceptorjev se del molekul PGA porabi za obnavljanje molekul ribulozobifosfata, ki je akceptor CO2. Nadalje z zaporednimi reakcijami nastane monosaharid - glukoza. Za vse te procese se uporablja energija ATP, ki nastane v svetlobni fazi, kot tudi NADP*H2.

Procesi pretvorbe 6 molekul ogljikovega dioksida v 1 molekulo glukoze zahtevajo razgradnjo 18 molekul ATP in 12 molekul NADP*H2. Te procese je mogoče prikazati z naslednjo enačbo:

6СО2 + 24Н = С6Н12О6 + 6Н2О

Kasneje se iz nastale glukoze sintetizirajo bolj zapleteni ogljikovi hidrati - polisaharidi: škrob, celuloza.

Opomba! Med fotosintezo temne faze nastane glukoza - organska snov, potrebna za prehrano rastlin in proizvodnjo energije.

Spodnja tabela fotosinteze vam bo pomagala bolje razumeti osnovno bistvo tega procesa.

Primerjalna tabela faz fotosinteze

Čeprav je Calvinov cikel najbolj značilen za temno fazo fotosinteze, je za nekatere tropske rastline značilen Hatch-Slackov cikel (pot C4), ki ima svoje značilnosti. Med karboksilacijo v ciklu Hatch-Slack ne nastane fosfoglicerinska kislina, ampak druge, kot so oksaloocetna, jabolčna in asparaginska. Tudi med temi reakcijami se ogljikov dioksid kopiči v rastlinskih celicah in se ne odstrani z izmenjavo plinov, kot pri večini.

Kasneje je ta plin vključen v fotosintetske reakcije in tvorbo glukoze. Prav tako je treba omeniti, da C4 pot fotosinteze zahteva več energije kot Calvinov cikel. Glavne reakcije in produkti nastajanja v Hatch-Slackovem ciklu se ne razlikujejo od Calvinovega cikla.

Zahvaljujoč reakcijam cikla Hatch-Slack se fotorespiracija v rastlinah praktično ne pojavi, saj so stomati povrhnjice v zaprtem stanju. To jim omogoča, da se prilagodijo posebnim življenjskim razmeram:

• ekstremna vročina;
• suho podnebje;
• povečana slanost habitatov;
• pomanjkanje CO2.

Primerjava svetle in temne faze

Pomen v naravi

Zahvaljujoč fotosintezi se tvori kisik - vitalna snov za procese dihanja in kopičenje energije v celicah, ki omogoča živim organizmom rast, razvoj, razmnoževanje in je neposredno vključen v delo vseh fizioloških sistemov človeka in živalsko telo.

Pomembno! Kisik v ozračju tvori ozonsko kroglo, ki ščiti vse organizme pred škodljivimi učinki nevarnega ultravijoličnega sevanja.

Koristen video: priprava na enotni državni izpit iz biologije - fotosinteza

Zaključek

Zaradi sposobnosti sintetiziranja kisika in energije tvorijo rastline prvi člen v vseh prehranjevalnih verigah, saj so proizvajalci. Z uživanjem zelenih rastlin vsi heterotrofi (živali, ljudje) prejmejo vitalne vire skupaj s hrano. Zahvaljujoč procesu, ki poteka v zelenih rastlinah in cianobakterijah, se ohranja stalna plinska sestava ozračja in življenje na zemlji.

V stiku z

Fotosinteza je proces, pri katerem rastlinske celice in nekatere vrste bakterij tvorijo in sproščajo kisik.

Osnovni koncept

Fotosinteza ni nič drugega kot veriga edinstvenih fizikalnih in kemičnih reakcij. Kaj je sestavljeno? Zelene rastline, pa tudi nekatere bakterije, absorbirajo sončno svetlobo in jo pretvarjajo v elektromagnetno energijo. Končni rezultat fotosinteze je energija kemičnih vezi različnih organskih spojin.

V rastlini, ki je izpostavljena sončni svetlobi, potekajo redoks reakcije v določenem zaporedju. Voda in vodik, ki sta donor reducenta, se v obliki elektronov premakneta k akceptorju-oksidantu (ogljikov dioksid in acetat). Posledično nastajajo reducirane spojine ogljikovih hidratov, pa tudi kisik, ki ga sproščajo rastline.

Zgodovina preučevanja fotosinteze

Človek je bil tisočletja prepričan, da se rastlina prehranjuje skozi koreninski sistem skozi zemljo. V začetku šestnajstega stoletja je nizozemski naravoslovec Jan Van Helmont izvedel poskus gojenja rastline v loncu. Po tehtanju tal pred sajenjem in po tem, ko je rastlina dosegla določeno velikost, je ugotovil, da so vsi predstavniki flore prejemali hranila predvsem iz vode. Znanstveniki so se te teorije držali naslednji dve stoletji.

Nepričakovano, a pravilno domnevo o prehrani rastlin je leta 1771 podal angleški kemik Joseph Priestley. Poskusi, ki jih je izvedel, so prepričljivo dokazali, da so rastline sposobne prečistiti zrak, ki prej ni bil primeren za človekovo dihanje. Nekoliko kasneje je bilo ugotovljeno, da so ti procesi nemogoči brez sodelovanja sončne svetlobe. Znanstveniki so ugotovili, da zeleni listi rastlin naredijo več kot le pretvorbo ogljikovega dioksida, ki ga prejmejo, v kisik. Brez tega procesa je njihovo življenje nemogoče. Skupaj z vodo in mineralnimi solmi služi ogljikov dioksid kot hrana rastlinam. To je glavni pomen fotosinteze za vse predstavnike flore.

Vloga kisika za življenje na Zemlji

Poskusi, ki jih je izvajal angleški kemik Priestley, so človeštvu pomagali pojasniti, zakaj zrak na našem planetu ostaja primeren za dihanje. Navsezadnje se življenje ohranja kljub obstoju ogromnega števila živih organizmov in kurjenju neštetih ognjev.

Nastanek življenja na Zemlji pred milijardami let je bil preprosto nemogoč. Ozračje našega planeta ni vsebovalo prostega kisika. Vse se je spremenilo s prihodom rastlin. Ves kisik v današnjem ozračju je rezultat fotosinteze, ki poteka v zelenih listih. Ta proces je spremenil videz Zemlje in dal zagon razvoju življenja. Tega neprecenljivega pomena fotosinteze se je človeštvo v celoti zavedlo šele ob koncu 18. stoletja.

Ni pretirano reči, da je obstoj ljudi na našem planetu odvisen od stanja rastlinskega sveta. Pomen fotosinteze je njena vodilna vloga za potek različnih biosfernih procesov. V svetovnem merilu ta neverjetna fizikalno-kemijska reakcija povzroči nastanek organskih snovi iz anorganskih.

Razvrstitev procesov fotosinteze

V zelenem listu se zgodijo tri pomembne reakcije. Predstavljajo fotosintezo. Tabela, v kateri so zapisane te reakcije, se uporablja pri študiju biologije. Njegove linije vključujejo:

fotosinteza;
- izmenjava plinov;
- izhlapevanje vode.

Tiste fizikalno-kemijske reakcije, ki potekajo v rastlini podnevi, omogočajo zelenim listom, da sproščajo ogljikov dioksid in kisik. V temi - samo prva od teh dveh komponent.

Sinteza klorofila v nekaterih rastlinah se pojavi tudi pri šibki in razpršeni svetlobi.

Glavne stopnje

Obstajata dve fazi fotosinteze, ki sta med seboj tesno povezani. Na prvi stopnji se energija svetlobnih žarkov pretvori v visokoenergijske spojine ATP in univerzalne reducente NADPH. Ta dva elementa sta primarna produkta fotosinteze.

Na drugi (temni) stopnji se nastala ATP in NADPH uporabljata za fiksiranje ogljikovega dioksida, dokler se ne reducira v ogljikove hidrate. Obe fazi fotosinteze se ne razlikujeta le po času. Pojavljajo se tudi v različnih prostorih. Za vse, ki preučujejo temo "fotosinteza" v biologiji, bo tabela z natančno navedbo značilnosti obeh faz pomagala pri natančnejšem razumevanju procesa.

Mehanizem proizvodnje kisika

Ko rastline absorbirajo ogljikov dioksid, se sintetizirajo hranila. Ta proces se pojavi v zelenih pigmentih, imenovanih klorofili, ko so izpostavljeni sončni svetlobi. Glavne sestavine te neverjetne reakcije so:

svetloba;
- kloroplasti;
- voda;
- ogljikov dioksid;
- temperatura.

Zaporedje fotosinteze

Rastline proizvajajo kisik postopoma. Glavne faze fotosinteze so naslednje:

Absorpcija svetlobe s klorofili;
- delitev vode, pridobljene iz prsti, na kisik in vodik s kloroplasti (znotrajcelični organeli zelenega pigmenta);
- premik enega dela kisika v ozračje, drugega pa za dihalni proces rastlin;
- tvorba molekul sladkorja v beljakovinskih zrncih (pirenoidi) rastlin;
- proizvodnja škroba, vitaminov, maščob itd. kot posledica mešanja sladkorja z dušikom.

Kljub temu, da fotosinteza zahteva sončno svetlobo, se lahko ta reakcija pojavi tudi pri umetni svetlobi.

Vloga flore za Zemljo

Osnovne procese, ki potekajo v zelenem listu, je biološka znanost že dokaj natančno preučila. Pomen fotosinteze za biosfero je ogromen. To je edina reakcija, ki povzroči povečanje količine proste energije.

V procesu fotosinteze vsako leto nastane sto petdeset milijard ton organskih snovi. Poleg tega v tem obdobju rastline sprostijo skoraj 200 milijonov ton kisika. V zvezi s tem je mogoče trditi, da je vloga fotosinteze ogromna za celotno človeštvo, saj ta proces služi kot glavni vir energije na Zemlji.

V procesu edinstvene fizikalno-kemijske reakcije se pojavi cikel ogljika, kisika in mnogih drugih elementov. To pomeni še en pomemben pomen fotosinteze v naravi. Ta reakcija ohranja določeno sestavo ozračja, pri kateri je možno življenje na Zemlji.

Proces, ki poteka v rastlinah, omejuje količino ogljikovega dioksida in preprečuje, da bi se kopičil v povečanih koncentracijah. To je tudi pomembna vloga za fotosintezo. Na Zemlji se zaradi zelenih rastlin ne ustvarja tako imenovani učinek tople grede. Flora zanesljivo ščiti naš planet pred pregrevanjem.

Flora kot osnova prehrane

Vloga fotosinteze je pomembna za gozdarstvo in kmetijstvo. Rastlinski svet je prehranska osnova za vse heterotrofne organizme. Vendar pa pomen fotosinteze ni le v absorpciji ogljikovega dioksida z zelenimi listi in proizvodnji tako končnega izdelka edinstvene reakcije, kot je sladkor. Rastline lahko pretvorijo dušikove in žveplove spojine v snovi, ki sestavljajo njihova telesa.

Kako se to zgodi? Kakšen je pomen fotosinteze v življenju rastlin? Ta proces poteka s proizvodnjo nitratnih ionov v rastlini. Ti elementi se nahajajo v vodi v tleh. V rastlino vstopajo skozi koreninski sistem. Celice zelenega organizma predelajo nitratne ione v aminokisline, ki sestavljajo beljakovinske verige. V procesu fotosinteze nastajajo tudi maščobne komponente. So pomembne rezervne snovi za rastline. Tako semena številnih sadežev vsebujejo hranljivo olje. Ta izdelek je pomemben tudi za ljudi, saj se uporablja v prehrambeni in kmetijski industriji.

Vloga fotosinteze v rastlinski pridelavi

V svetovni praksi kmetijskih podjetij se pogosto uporabljajo rezultati preučevanja osnovnih vzorcev razvoja in rasti rastlin. Kot veste, je osnova za nastanek pridelka fotosinteza. Njegova intenzivnost pa je odvisna od vodnega režima pridelkov, pa tudi od njihove mineralne prehrane. Kako človek doseže povečanje gostote pridelka in velikosti listov, da rastlina maksimalno izkoristi sončno energijo in vzame ogljikov dioksid iz ozračja? Da bi to dosegli, so optimizirani pogoji za mineralno prehrano in oskrbo kmetijskih pridelkov z vodo.

Znanstveno je dokazano, da je pridelek odvisen od površine zelenih listov, pa tudi od intenzivnosti in trajanja procesov, ki se v njih odvijajo. Toda hkrati povečanje gostote pridelka povzroči senčenje listov. Sončna svetloba ne more prodreti do njih in zaradi poslabšanja prezračevanja zračnih mas vstopi ogljikov dioksid v majhnih količinah. Posledično se zmanjša aktivnost fotosinteznega procesa in zmanjša produktivnost rastlin.

Vloga fotosinteze za biosfero

Po najbolj grobih ocenah samo avtotrofne rastline, ki živijo v vodah Svetovnega oceana, letno pretvorijo od 20 do 155 milijard ton ogljika v organsko snov. In to kljub dejstvu, da energijo sončnih žarkov porabijo le za 0,11 %. Kopenske rastline letno absorbirajo od 16 do 24 milijard ton ogljika. Vsi ti podatki prepričljivo kažejo, kako pomembna je fotosinteza v naravi. Šele zaradi te reakcije se ozračje napolni z molekularnim kisikom, potrebnim za življenje, ki je potreben za izgorevanje, dihanje in različne industrijske dejavnosti. Nekateri znanstveniki verjamejo, da ko se raven ogljikovega dioksida v ozračju poveča, se stopnja fotosinteze poveča. Hkrati se ozračje napolni z manjkajočim kisikom.

Kozmična vloga fotosinteze

Zelene rastline so posredniki med našim planetom in Soncem. Ujamejo energijo nebesnega telesa in zagotavljajo obstoj življenja na našem planetu.

Fotosinteza je proces, o katerem lahko govorimo v vesoljskem merilu, saj je nekoč prispevala k preobrazbi podobe našega planeta. Zahvaljujoč reakciji, ki poteka v zelenih listih, se energija sončnih žarkov ne razprši v prostoru. Spremeni se v kemično energijo novonastalih organskih snovi.

Človeška družba ne potrebuje produktov fotosinteze samo za hrano, ampak tudi za gospodarske dejavnosti.

Vendar pa za človeštvo niso pomembni le tisti sončni žarki, ki trenutno padajo na našo Zemljo. Tisti produkti fotosinteze, ki so bili pridobljeni pred milijoni let, so izjemno potrebni za življenje in proizvodne dejavnosti. Najdemo jih v črevesju planeta v obliki plasti premoga, vnetljivega plina in nafte ter nahajališč šote.