وجود موجودات زنده روی زمین، از جمله مردم، بدون تنفس غیرممکن است. با مصرف اکسیژن از محیط، فرد دی اکسید کربن را بازدم می کند. در تئوری، این گاز حیاتی باید به پایان می رسید. با این حال، توده های هوا به طور مداوم با آنها پر می شوند. چنین واکنشی ممکن می شود، زیرا در طول تنفس، گیاهان اکسیژن O2 آزاد می کنند. همه گیاهان اتوتروف هستند و عناصر شیمیایی پوسته زمین را به اجزای حیات وحش تبدیل کرده و اکسیژن آزاد می کنند. بنابراین، بدون مشارکت آنها، وجود ماده زنده روی زمین زیر سوال می رفت.
مفهوم و عوامل فتوسنتز
با مصرف نور خورشید، گیاهان از طریق فتوسنتز اکسیژن آزاد می کنند. در همان زمان، آنها عناصر مختلف حاوی کربن را تولید می کنند که توسط موجودات بیولوژیکی مصرف می شود.
نمایندگان فلور حاوی رنگدانه ای - کلروفیل هستند که آنها را سبز می کند. این جزء تابش خورشید را جذب می کند. به لطف این، فتوسنتز در گیاهان رخ می دهد که به طور رسمی در سال 1771 کشف شد. خود این اصطلاح به وجود آمدبعدها - در 1877.
عامل اجباری در سیر واکنش، جذب نور خورشید یا نور ایجاد شده مصنوعی توسط کلروفیل است. با این حال، امواج فرابنفش طبیعی که از خورشید ساطع می شوند، بیشترین تأثیر مفید را بر موجودات زنده دارند. در عرض های جغرافیایی معتدل، فعال شدن فتوسنتز در محیط طبیعی در فصل گرم اتفاق می افتد، زیرا طول ساعات روز طولانی تر است و گیاهان نیز دارای شاخه ها و برگ های سبز هستند که در پاییز پژمرده می شوند.
برای اجرای این تبدیل پیچیده، علاوه بر تابش خورشیدی و کلروفیل، CO2، H2O و عناصر معدنی مورد نیاز است. که عمدتاً از طریق ریشه از خاک استخراج می شوند.
محل اجرا
فتوسنتز در داخل سلول های گیاهی، در اندامک های کوچک - کلروپلاست ها انجام می شود. آنها حاوی رنگدانه کلروفیل هستند که به آنها رنگ سبز می دهد.
این تبدیل دشوار عمدتاً در برگهای سبز و همچنین در میوه های سبز و شاخه ها انجام می شود. بیشترین محتوای کلروفیل در برگها یافت می شود، زیرا یک منطقه بزرگ به شما امکان می دهد مقدار قابل توجهی نور را جذب کنید، بنابراین انرژی بیشتری برای واکنش وجود دارد.
روند چگونه است؟
فرآیند تبدیل مواد در گیاهانی که اکسیژن تولید می کنند بسیار پیچیده است. ابتدا گیاه با کمک کلروفیل اشعه های خورشید را جذب می کند. در عین حال با ریشه های خود آب را از خاک می مکد که حاوی مواد معدنی مختلف است، CO2 را از هوا و آب مصرف می کند.کلروفیل H2O، عناصر کمیاب و CO2 را به ترکیبات آلی تبدیل می کند. در این لحظه، گیاهان اکسیژن را در اتمسفر آزاد می کنند و مقداری برای نفس کشیدن می رود.
فتوسنتز شامل دو فاز وابسته به هم، اما کاملاً متفاوت است: نور و تاریکی. مرحله اول فقط در نور انجام می شود که بدون آن غیرممکن است. برای تاریکی، حضور ثابت CO2.
فاز نور
شرط مطلق برای اجرای فرآیندها در این مرحله وجود نور فعال کننده کلروفیل است. در این مورد، دومی مولکول آب را به H2 و O2 تقسیم می کند. همه چیز در داخل کلروپلاست ها، در محفظه های محدود غشایی - تیلاکوئیدها اتفاق می افتد. در نتیجه، ترکیب آلی ATP که نوعی منبع انرژی در فرآیندهای بیولوژیکی است، سنتز می‌شود. زمانی فرا می رسد که گیاهان اکسیژن آزاد می کنند.
فاز تاریک
در استرومای کلروپلاست ها انجام می شود و تاریک نامیده می شود، زیرا در اینجا فرآیندها می توانند بدون حضور نور، یعنی شبانه روز ادامه پیدا کنند.
اول، جذب و تثبیت مداوم دی اکسید کربن از محیط زیست وجود دارد. سپس یک سری دگرگونی ها اتفاق می افتد که با تشکیل گلوکز (قند طبیعی)، اسیدهای آمینه، اسیدهای چرب، گلیسرول و سایر ترکیبات آلی مهم پایان می یابد. انرژی برای انجام واکنش ها از ATP و NADP-H2 ایجاد شده در فاز نور گرفته شده است.
نفس گیاه
گیاهان به عنوان نمایندگان ماده زنده نفس می کشند.علاوه بر این، هم O2 و هم دی اکسید کربن را جذب و آزاد می کند. فقط در گیاهان، در طی فرآیند فتوسنتز، CO2 مصرف می شود و O2 آزاد می شود. قابل توجه است که اکسیژن بسیار بیشتر از آنچه برای تنفس مصرف می شود خارج می شود. در نتیجه، در مقدار کل در نور، گیاه عمدتاً با جذب CO2 اکسیژن آزاد می کند. در همان زمان، فرآیند تنفس نیز انجام می شود، اما مصرف O2 و حذف دی اکسید کربن در مقیاس بسیار کمتری انجام می شود.
به عنوان یک قاعده، گیاهان در تاریکی اکسیژن جذب می کنند و دی اکسید کربن آزاد می کنند، یعنی نفس می کشند. به این ترتیب، گیاهان سیستم تنفسی ندارند: آنها اکسیژن را از کل سطح، عمدتاً از برگ ها جذب می کنند.
گیاهانی که در تاریکی اکسیژن آزاد می کنند
بیشتر گیاهان با انرژی در نور اکسیژن تولید می کنند و بدون آن، برعکس، آن را مصرف می کنند. به همین دلیل معمولاً قرار دادن آنها در اتاق خواب توصیه نمی شود. اما برای برخی از گیاهان، همه چیز برعکس اتفاق می افتد.
برای مثال، کالانکوئه، فیکوس بنجامین و ارکیده به طور پویا در هر زمانی از روز O2 می دهند. گیاهانی که در شب اکسیژن آزاد می کنند عبارتند از آلوئه ورا که هوا را از میکروب ها ضد عفونی کرده و مواد مضر را از آن خارج می کند. احتمالاً همه در مورد خواص مفید این ساکولنت بی نظیر می دانند.
قوی ترین تصفیه کننده محیط زیست سانسویریا است که به تقویت سیستم ایمنی افراد کمک می کند. این گونه همچنین شامل شمعدانی است که قادر به از بین بردن هر یک استباکتری ها و حتی برخی از ویروس ها. خواص ضد افسردگی دارد: بوی آن می تواند روان رنجوری، بی خوابی، استرس و تنش های عصبی را تسکین دهد.
اهمیت فتوسنتز برای سیاره ما
به گفته دانشمندان، سیاره زمین از سحابی خورشیدی تشکیل شده است و در ابتدا اکسیژنی در جو آن وجود نداشت. ظهور چنین گاز حیاتی دقیقاً به دلیل فتوسنتز امکان پذیر بود. در نتیجه، تنفس اکسیژن ظاهر شد که تقریباً در همه موجودات زنده ذاتی است. اکسیژن به شکل گیری دفاع طبیعی سیاره در برابر اشعه ماوراء بنفش خورشید - لایه اوزون - کمک کرد. این شرایط به تکامل کمک کرد: انتشار موجودات زنده از اقیانوس به خشکی.
همچنین بسیار مهم است که گیاهانی که اکسیژن تولید می کنند، دی اکسید کربن اتمسفر را نیز مصرف کنند. بیش از حد CO2 باعث ایجاد یک اثر گلخانه ای می شود که برای آب و هوا و موجودات زنده مضر است.
در غیاب فتوسنتز، CO2 در اتمسفر سیاره وجود خواهد داشت. در نتیجه، بیشتر موجودات زنده قادر به تنفس نیستند و می میرند. فتوسنتز پایداری ترکیب گاز پوسته جوی زمین را تعیین می کند. درختان ریه های سیاره ما هستند. بنابراین، حفاظت از آنها در برابر جنگل زدایی و آتش سوزی و کاشت پوشش گیاهی بیشتر در سکونتگاه ها بسیار مهم است.
ارزش عظیم فتوسنتز در این واقعیت نهفته است که ترکیبات آلی مختلف از عناصر معدنی ساده به وجود می آیند. معلوم می شود که همه چیزحیات روی زمین وجود خود را مدیون این فرآیند شگفت انگیز است.
علاوه بر این، گیاهان توسط تعداد زیادی از حیوانات خورده می شوند. ترکیبات آلی ایجاد و انباشته شده توسط گیاهان نیز غذا و منبع انرژی هستند. طی میلیاردها سال، ذخایر بزرگی از مواد آلی (نفت، زغال سنگ و غیره) در روده های زمین انباشته شده است.
مردم از محصولات فتوسنتز نه تنها در غذا و درمان، بلکه در فعالیت های اقتصادی به عنوان مصالح ساختمانی و مواد اولیه مختلف استفاده می کنند.
