Vrijednost fotosinteze. Vrijednost fotosinteze u prirodi. Rezultat fotosinteze

Fotosinteza je proces koji rezultira stvaranjem i otpuštanjem kisika biljnim stanicama i nekim vrstama bakterija.

Osnovni koncept

Fotosinteza nije ništa drugo nego lanac jedinstvenih fizičko-kemijskih reakcija. Što je to? Zelene biljke, kao i neke bakterije, apsorbiraju sunčeve zrake i pretvaraju ih u elektromagnetsku energiju. Krajnji rezultat fotosinteze je energija kemijskih veza različitih organski spojevi.

U biljci koja je osvijetljena sunčevim zrakama, redoks reakcije se odvijaju u određenom slijedu. Voda i vodik, koji su sredstva za redukciju donora, transportiraju se u obliku elektrona u akceptor-oksidant (ugljični dioksid i acetat). Kao rezultat, stvaraju se reducirani ugljikohidratni spojevi, kao i kisik koji emitiraju biljke.

Povijest proučavanja fotosinteze

Mnogo tisućljeća čovjek je bio uvjeren da se prehrana biljke odvija kroz njezino tlo kroz korijenski sustav. Početkom šesnaestog stoljeća, nizozemski prirodoslovac Jan Van Helmont proveo je pokus s uzgajanjem biljke u saksiji. Nakon vaganja tla prije sadnje i nakon što je biljka dostigla određenu veličinu, zaključili su da svi predstavnici flore dobivaju hranjive tvari uglavnom iz vode. Ovu teoriju slijedili su znanstvenici sljedeća dva stoljeća.

Neočekivano za sve, ali ispravna pretpostavka o ishrani biljaka izrađena je 1771. godine od kemičara iz Engleske Josepha Priestleya. Eksperimenti koje je on proveo uvjerljivo su dokazali da su biljke u stanju pročistiti zrak koji prije nije bio prikladan za ljudsko disanje. Nešto kasnije zaključeno je da su ti procesi nemogući bez sudjelovanja sunčeve svjetlosti. Znanstvenici su otkrili da zeleno lišće biljaka ne pretvara ugljični dioksid koji oni proizvode u kisik. Bez tog procesa njihov život je nemoguć. Zajedno s vodom i mineralnim solima ugljični dioksid služi kao hrana za biljke. To je glavno značenje fotosinteze za sve predstavnike flore.

Uloga kisika za život na Zemlji

Eksperimenti koje je proveo engleski kemičar Priestley pomogli su čovječanstvu da objasni zašto je zrak na našoj planeti i dalje prikladan za disanje. Uostalom, život se održava, unatoč postojanju velikog broja živih organizama i spaljivanju bezbrojnih svjetala.

Pojava života na Zemlji prije nekoliko milijardi godina bila je jednostavno nemoguća. Atmosfera našeg planeta nije sadržavala slobodan kisik. Sve se promijenilo s pojavom biljaka. Sav kisik u atmosferi danas je rezultat fotosinteze koja se javlja u zelenom lišću. Taj je proces promijenio lice Zemlje i dao poticaj razvoju života. Ova neprocjenjiva vrijednost fotosinteze čovječanstvo je u potpunosti ostvarilo tek krajem 18. stoljeća.

Nije pretjerano reći da samo postojanje ljudi na našem planetu ovisi o stanju biljnog svijeta. Vrijednost fotosinteze leži u njegovoj vodećoj ulozi u različitim biosfernim procesima. Na globalnoj razini, ova nevjerojatna fizikalno-kemijska reakcija dovodi do stvaranja organska tvar iz anorganskog.

Klasifikacija fotosinteze

U zelenom listu pojavljuju se tri važne reakcije. Oni predstavljaju fotosintezu. Tablica u koju se ove reakcije unose koristi se u proučavanju biologije. U svojim redovima čine:

- fotosinteza;
- izmjena plina;
- isparavanje vode.

Te fizikalno-kemijske reakcije koje se odvijaju u biljci tijekom dana omogućuju zeleno lišće oslobađanje ugljičnog dioksida i kisika. Noću - samo prva od ove dvije komponente.

Sinteza klorofila u nekim biljkama događa se čak i sa slabim i difuznim svjetlom.

Glavne faze

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

U drugom (tamnom) stupnju, dobiveni ATP i NADPH koriste se za fiksiranje ugljične kiseline do njezine redukcije u ugljikohidrate. Dvije faze fotosinteze razlikuju se ne samo u vremenu. Pojavljuju se u drugom prostoru. Onima koji proučavaju temu fotosinteze u biologiji, tablica s točnim pokazateljima karakteristika dviju faza pomoći će u preciznijem razumijevanju procesa.

Mehanizam za proizvodnju kisika

Nakon što biljke apsorbiraju ugljik, u njima se odvija sinteza hranjivih tvari. Taj se proces odvija u zelenim pigmentima, koji se nazivaju klorofili, pod utjecajem sunčeve svjetlosti. Glavne komponente ove nevjerojatne reakcije su:

- svjetlo;
- kloroplaste;
- voda;
- ugljikov dioksid;
- temperatura.

Slijed fotosinteze

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

- apsorpcija svjetlosti klorofilima;
- odvajanje kloroplasta (unutarstaničnih organoida zelenog pigmenta) vode dobivene iz tla na kisik i vodik;
- prijenos jednog dijela kisika u atmosferu, a drugi - za provođenje respiratornog procesa od strane biljaka;
- formiranje molekula šećera u proteinskim granulama (pyrenoids) biljaka;
- proizvodnja škroba, vitamina, masti itd. kao rezultat miješanja šećera s dušikom.

Usprkos činjenici da je sunčeva svjetlost potrebna za fotosintezu, ova se reakcija može pojaviti i pod umjetnim svjetlom.

Uloga flore za Zemlju

Glavni procesi koji se javljaju u zelenom listu već su dovoljno proučavali biološku znanost. Vrijednost fotosinteze za biosferu je ogromna. To je jedina reakcija koja dovodi do povećanja količine slobodne energije.

U procesu fotosinteze svake se godine formira sto i pedeset milijardi tona. organska tvar tipa. Osim toga, u tom razdoblju biljke oslobađaju gotovo 200 milijuna tona kisika. U tom smislu, može se tvrditi da je uloga fotosinteze ogromna za cijelo čovječanstvo, budući da taj proces služi kao glavni izvor energije na Zemlji.

U procesu jedinstvene fizikalno-kemijske reakcije odvija se ciklus ugljika, kisika, kao i mnogih drugih elemenata. Iz toga slijedi još jedna važna vrijednost fotosinteze u prirodi. Ova reakcija održava određeni sastav atmosfere, u kojem je moguć život na Zemlji.

Proces koji se događa u biljkama ograničava količinu ugljičnog dioksida, ne dopuštajući da se akumulira u povećanim koncentracijama. Ovo je također važna vrijednost fotosinteze. Na Zemlji, zahvaljujući zelenim biljkama, nema tzv učinak staklenika. Flora pouzdano štiti naš planet od pregrijavanja.

Biljni svijet kao temelj prehrane

Uloga fotosinteze u šumarstvu i poljoprivredi je važna. Flora je hranjiva baza za sve heterotrofne organizme. Međutim, vrijednost fotosinteze ne leži samo u apsorpciji ugljičnog dioksida u zelenom lišću i proizvodnji takvog gotovog proizvoda kao jedinstvene reakcije, poput šećera. Biljke su sposobne pretvoriti dušične i sumporne spojeve u tvari iz kojih su sastavljena njihova tijela.

Kako se to događa? Što znači fotosinteza u biljnom životu? Ovaj proces se provodi kroz proizvodnju nitratnih iona od strane biljke. Ovi elementi su u vodi tla. Oni stižu do biljke zahvaljujući korijenskom sustavu. Stanice zelenog tijela obrađuju nitratne ione u aminokiseline, koje čine proteinske lance. U procesu fotosinteze i masnih komponenti se formiraju. Oni su važne rezervne tvari za biljke. Dakle, u sjemenkama mnogih plodova nalazi se hranjivo ulje. Ovaj je proizvod važan za ljude, jer se koristi u prehrambenoj i poljoprivrednoj industriji.

Uloga fotosinteze u žetvi

U svjetskoj praksi poljoprivrednih poduzeća široko se primjenjuju rezultati proučavanja osnovnih obrazaca razvoja i rasta biljaka. Kao što znate, osnova za stvaranje usjeva je fotosinteza. Njegov intenzitet, pak, ovisi o vodnom režimu usjeva, kao io njihovoj mineralnoj ishrani. Kako osoba postiže povećanje gustoće usjeva i veličine lišća kako bi biljka mogla najbolje iskoristiti energiju Sunca i uzeti ugljični dioksid iz atmosfere? U tu svrhu optimiziraju se uvjeti mineralne ishrane i vodoopskrbe poljoprivrednih kultura.

Znanstveno je dokazano da prinos ovisi o površini zelenog lišća, kao io intenzitetu i trajanju procesa koji se u njima odvijaju. No, u isto vrijeme, povećanje gustoće usjeva dovodi do sjenčanja lišća. Sunčeva svjetlost ne može prodrijeti do njih, a ugljični dioksid ulazi zbog propadanja ventilacije zračnih masa u malim količinama. Posljedica toga je smanjenje aktivnosti fotosinteze i smanjenje produktivnosti biljaka.

Uloga fotosinteze za biosferu

Prema približnim procjenama, samo autotrofne biljke koje žive u vodama oceana, godišnje pretvaraju od 20 do 155 milijardi tona ugljika u organske tvari. I to unatoč činjenici da energiju sunčevih zraka koriste samo na 0,11%. Što se tiče kopnenih postrojenja, oni godišnje apsorbiraju od 16 do 24 milijarde tona ugljika. Svi ti podaci uvjerljivo pokazuju koliko je velika vrijednost fotosinteze u prirodi. Samo kao rezultat ove reakcije atmosfera je ispunjena potrebnim molekularnim kisikom za život, koji je potreban za izgaranje, disanje i različite proizvodne aktivnosti. Neki znanstvenici vjeruju da u slučaju povećanja sadržaja ugljičnog dioksida u atmosferi dolazi do povećanja brzine fotosinteze. Istodobno se atmosfera obnavlja nedostatkom kisika.

Kozmička uloga fotosinteze

Zelene biljke su posrednici između našeg planeta i sunca. Oni zahvaćaju energiju nebeskog tijela i pružaju mogućnost života na našoj planeti.

Fotosinteza je proces o kojem se može govoriti na kozmičkoj skali, budući da je u jednom trenutku pridonio transformaciji slike našeg planeta. Zbog reakcije u zelenom lišću, energija sunčevih zraka se ne rasipa u prostoru. Pretvara se u kemijsku energiju novoformirane organske tvari.

Proizvodi ljudskog društva fotosinteze potrebni su ne samo za hranu, već i za provedbu gospodarske aktivnosti.

Međutim, čovječanstvo nije važno samo one zrake sunca koje danas padaju na našu Zemlju. Proizvodi fotosinteze, dobiveni prije nekoliko milijuna godina, izuzetno su potrebni za životne i proizvodne aktivnosti. Nalaze se u utrobi planeta u obliku slojeva ugljena, zapaljivog plina i nafte i naslaga treseta.