• Шта је фотосинтеза?
• Врсте фотосинтезе
• Карактеристике фотосинтезе
• Једначина фотосинтезе
• Фазе фотосинтезе
• Значај фотосинтезе

Објашњавамо шта је фотосинтеза, њене карактеристике, једначину и фазе. Такође, зашто је то важно за светске екосистеме.

Фотосинтеза је главни механизам исхране биљака и других аутотрофних бића.

Шта је фотосинтеза?

Фотосинтеза је биохемијски процес којим биљке, алге и бактерије фотосинтетички претварач неоргански материјал (угљен-диоксид и вода) у органски материјал (шећери), користећи предност Енергија долази из сунчева светлост. Ово је главни механизам за исхрана од свих аутотрофних организама који имају хлорофил, који је есенцијални пигмент за процес фотосинтезе.

Фотосинтеза представља један од најважнијих биохемијских механизама на планети јер укључује производњу органских хранљивих материја које чувају светлосна енергија из Нед у различитим молекуле корисни (угљени хидрати). У ствари, назив овог процеса потиче од грчких гласова Пхото, „светло и синтеза, "Композиција".

Након фотосинтезе, синтетисани органски молекули се могу користити као извор хемијска енергија да подржи виталне процесе, као што су ћелијско дисање и друге реакције које су део метаболизам од жива бића.

За спровођење фотосинтезе потребно је присуство хлорофила, пигмента који је осетљив на сунчеву светлост, који биљкама и алгама даје карактеристичну зелену боју. Овај пигмент се налази у хлоропластима, ћелијским органелама различитих величина које су типичне за ћелије поврћа, посебно фолијарне ћелије (лишћа). Хлоропласти садрже скуп беланчевина И ензими које омогућавају развој сложених реакција које су део процеса фотосинтезе.

Процес фотосинтезе је неопходан за екосистема и за живот какве познајемо, будући да омогућава стварање и кружење органске материје и фиксирање неорганске материје. Поред тога, током фотосинтезе кисеоником, производи се кисеоник који је већини живих бића потребан за њихову производњу. дисање.

Врсте фотосинтезе

Могу се разликовати две врсте фотосинтезе, у зависности од супстанци које тело користи да изврши реакцију:

• Кисеоничка фотосинтеза. Карактерише га употреба Вода (Х2О) за смањење угљен диоксид (ЦО2) потрошено. У овој врсти фотосинтезе не само да се производе корисни шећери за тело, већ се као производ реакције добија и кисеоник (О2). Биљке, алге и цијанобактерије врше фотосинтезу кисеоника.
• Аноксигена фотосинтеза. Тело не користи воду да смањи угљен-диоксид (ЦО2), већ уместо тога користи сунчеву светлост да разбије молекуле водоник-сулфида (Х2С) или гасовитог водоника (Х2). Ова врста фотосинтезе не производи кисеоник (О2) и уместо тога ослобађа сумпор као производ реакције. Аноксигену фотосинтезу спроводе такозване зелене и љубичасте сумпорне бактерије, које садрже фотосинтетске пигменте груписане под именом бактериохлорофили, који се разликују од хлорофила биљака.

Карактеристике фотосинтезе

У биљкама и алгама фотосинтеза се одвија у органелама званим хлоропласти.

Уопштено говорећи, фотосинтезу карактерише следеће:

• То је биохемијски процес коришћења предности сунчеве светлости за добијање органских једињења, односно синтеза хранљивих материја из неорганских елемената као што су вода (Х2О) и угљен-диоксид (ЦО2).
• Могу га изводити разни аутотрофних организама, све док имају фотосинтетичке пигменте (најважнији је хлорофил). То је процес исхране биљака (и копнених и водених), алги, фитопланктон, фотосинтетичке бактерије. Неких неколико Животиње су способни за фотосинтезу, укључујући и морске пужеве Елисиа цхлоротица и пегави даждевњак Амбистома мацулатум (Овај други то ради захваљујући симбиозе са морском травом).
• У биљкама и алгама фотосинтеза се одвија у специјализованим органелама званим хлоропласти, у којима се налази хлорофил. Фотосинтетске бактерије такође поседују хлорофил (или друге аналогне пигменте), али немају хлоропласте.
• Постоје две врсте фотосинтезе, у зависности од супстанце која се користи за фиксирање угљеника из угљен-диоксида (ЦО2). Кисеоничка фотосинтеза користи воду (Х2О) и производи кисеоник (О2), који се ослобађа у околно окружење. Аноксигена фотосинтеза користи водоник сулфид (Х2С) или гас водоника (Х2) и не производи кисеоник, већ уместо тога ослобађа сумпор.
• Још од античке Грчке, однос између сунчеве светлости и биљака је већ био постављен. Међутим, напредак у проучавању и разумевању фотосинтезе је почео да добија на значају захваљујући доприносима низа научника из 18., 19. и 20. века. На пример, први који је демонстрирао стварање кисеоника у биљкама био је енглески свештеник Џозеф Пристли (1732-1804), а први који је формулисао основну једначину фотосинтезе био је немачки ботаничар Фердинанд Сакс (1832-1897). Касније, тхе биохемијски Американац Мелвин Калвин (1911-1997) дао је још један огроман допринос, разјаснивши Калвинов циклус (једна од фаза фотосинтезе), што му је донело Нобелову награду за хемија 1961. године.

Једначина фотосинтезе

Општа једначина за фотосинтезу кисеоником је следећа:

Тачан начин да се ова једначина формулише хемијски, односно уравнотежена једначина за ову реакцију, је следећи:

Фазе фотосинтезе

Фотохемијска фаза фотосинтезе се јавља у присуству сунчеве светлости.

Фотосинтеза као хемијски процес се одвија у два различита стадијума: светлој (или светлосној) фази и тамној фази, тзв. јер је само прва директно укључена у присуство сунчеве светлости (што не значи да се друга обавезно јавља у мраку). ).

• Светлосна или фотохемијска фаза. Током ове фазе у биљци се одвијају реакције зависне од светлости, односно биљка захвата соларна енергија помоћу хлорофила и користи га за производњу АТП и НАДПХ. Све почиње када молекул хлорофила дође у контакт са сунчевим зрачењем и електрона његове спољашње љуске су побуђене, што генерише ланац транспорта електрона (слично као електрична енергија), који се користи за синтезу АТП (аденозин трифосфат) и НАДПХ (никотин аденин динуклеотид фосфат). Распад молекула воде у процесу који се зове "фотолиза" омогућава молекулу хлорофила да поврати електрон који је изгубио када је побуђен (потребна је ексцитација неколико молекула хлорофила да би се извршила светлосна фаза). Као резултат фотолизе два молекула воде, производи се молекул кисеоника који се ослобађа у атмосфера као нуспроизвод ове фазе фотосинтезе.
• Тамна или синтетичка фаза. Током ове фазе, која се одвија у матриксу или строми хлоропласта, биљка користи угљен-диоксид и користи предности молекула насталих током претходне фазе (хемијска енергија) за синтезу супстанце органске супстанце кроз круг веома сложених хемијских реакција познатих као Калвин-Бенсонов циклус. Током овог циклуса, уз интервенцију различитих ензима, претходно формираних АТП и НАДПХ, глукоза се синтетише из угљен-диоксида који биљка узима из атмосфере. Уградња угљен-диоксида у једињења органски је познат као фиксација угљеника.

Значај фотосинтезе

Фотосинтеза ослобађа кисеоник у атмосферу и у воду.

Фотосинтеза је витални и централни процес у биосфери из више разлога. Први и најочигледнији је да производи кисеоник (О2), есенцијални гас за дисање и у води и у води. ваздух. Без биљака, већина живих бића (укључујући људско биће) једноставно нису могли да преживе.

С друге стране, апсорбујући га из околине, биљке фиксирају угљен-диоксид (ЦО2), претварајући га у органску материју. Овај гас, који издишемо када удишемо, потенцијално је токсичан ако се не држи у одређеним границама.

Зато што биљке користе угљен-диоксид да би направиле своје храна, смањење биљног света на планети утиче на повећање овог гаса у атмосфери, где функционише као агенс глобално загревање. На пример, ЦО2 делује као гас ефекат стаклене баште, спречавајући вишак топлота који допире до земља зрачи из атмосфере. Процењује се да сваке године фотосинтетички организми фиксирају као органске супстанце око 100.000 милиона тона угљеника.