Elävien olentojen, mukaan lukien ihmiset, olemassaolo maan päällä on mahdotonta ilman hengitystä. Kuluttaessaan happea ympäristöstä ihminen hengittää hiilidioksidia ulos. Teoriassa tämän elintärkeän kaasun olisi pitänyt loppua. Ilmamassat kuitenkin täydentyvät jatkuvasti niillä. Tällainen reaktio tulee mahdolliseksi, koska hengityksen aikana kasvit vapauttavat happea O2. Kaikki kasvit ovat autotrofeja, jotka muuttavat maankuoren kemialliset alkuaineet luonnonvaraisiksi aineiksi ja vapauttavat happea. Siksi ilman heidän osallistumistaan bioottisen aineen esiintyminen maan päällä olisi kyseenalainen.
Fotosynteesin käsite ja tekijät
Auringon valoa kuluttamalla kasvit vapauttavat happea fotosynteesin kautta. Samalla ne tuottavat erilaisia hiiltä sisältäviä alkuaineita, joita biologiset olennot kuluttavat.
Kasviston edustajat sisältävät pigmenttiä - klorofylliä, joka muuttaa ne vihreäksi. Tämä komponentti vangitsee auringon säteilyn. Tämän ansiosta fotosynteesi tapahtuu kasveissa, jotka löydettiin virallisesti vuonna 1771. Termi itse syntyimyöhemmin - vuonna 1877.
Pakollinen tekijä reaktion kulussa on auringonvalon tai klorofyllin keinotekoisesti luoman valon imeytyminen. Auringosta lähtevillä luonnollisilla ultraviolettiaalloilla on kuitenkin edullisin vaikutus eläviin organismeihin. Lauhkeilla leveysasteilla fotosynteesin aktivoituminen luonnollisessa ympäristössä osuu lämpimään vuodenaikaan, koska päivän valon pituus on pidempi ja kasveilla on myös vihreitä versoja ja lehtiä, jotka kuihtuvat syksyllä.
Tämän monimutkaisen muutoksen toteuttamiseksi tarvitaan auringon säteilyn ja klorofyllin lisäksi CO2, H2O ja mineraalielementtejä., jotka uutetaan pääasiassa maaperästä juurien kautta.
Toteutuspaikka
Fotosynteesi tapahtuu kasvisolujen sisällä, pienissä organelleissa - kloroplasteissa. Ne sisältävät pigmenttiklorofylliä, joka antaa niille vihreän värin.
Tämä vaikea muutos tapahtuu pääasiassa vihreissä lehdissä sekä vihreissä hedelmissä ja versoissa. Korkein klorofyllipitoisuus löytyy lehdistä, koska suurelta alueelta voi imeä huomattavan määrän valoa, joten reaktioon jää enemmän energiaa.
Miten prosessi sujuu?
Aineiden muuntamisprosessi happea tuottavissa kasveissa on melko monimutkainen. Ensinnäkin kasvi vangitsee auringonsäteet klorofyllin avulla. Samalla se imee juurillaan maaperästä vettä, joka sisältää erilaisia mineraaleja, kuluttaa CO2 ilmasta ja vedestä. Klorofylli muuttaa H2O, hivenaineet ja CO2 orgaanisiksi yhdisteiksi. Tällä hetkellä kasvit vapauttavat happea ilmakehään, ja osa lähtee hengittämään.
Fotosynteesi sisältää kaksi toisistaan riippuvaista, mutta täysin erilaista vaihetta: vaalean ja pimeän. Ensimmäinen vaihe suoritetaan vain valossa, jota ilman se on mahdotonta. Pimeällä CO2. jatkuva läsnäolo
Kevyt vaihe
Prosessien toteuttamisen ehdoton ehto tässä vaiheessa on valon läsnäolo, joka aktivoi klorofyllin. Tässä tapauksessa jälkimmäinen jakaa vesimolekyylin H2 ja O2. Kaikki tapahtuu kloroplastien sisällä, kalvorajoitteisissa osastoissa - tylakoideissa. Tämän seurauksena syntetisoituu orgaaninen yhdiste ATP, eräänlainen energialähde biologisissa prosesseissa. Tulee aika, jolloin kasvit vapauttavat happea.
Pimeä vaihe
Se suoritetaan kloroplastien stroomassa ja sitä kutsutaan pimeäksi, koska täällä prosessit voivat jatkua ilman valoa, eli ympäri vuorokauden.
Ensinnäkin on pakollinen jatkuva hiilidioksidin imeytyminen ja kiinnittäminen ympäristöstä. Sitten tapahtuu sarja muutoksia, jotka päättyvät glukoosin (luonnollisen sokerin), aminohappojen, rasvahappojen, glyserolin ja muiden tärkeiden orgaanisten yhdisteiden muodostumiseen. Reaktioiden tapahtumiseen tarvittava energia otetaan ATP:stä ja valofaasissa syntyneestä NADP-H2.
Kasvien hengitys
Elävän aineen edustajina kasvit hengittävät. Lisäksi se imee ja vapauttaa sekä O2 että hiilidioksidia. Vain kasveissa fotosynteesin aikana kuluu CO2 ja vapautuu O2. On huomionarvoista, että happea vapautuu paljon enemmän kuin kuluu hengitykseen. Näin ollen valossa olevan kokonaismäärän os alta kasvi vapauttaa pääasiassa happea absorboimalla CO2. Samaan aikaan tapahtuu myös hengitysprosessi, mutta O2:n kulutus ja hiilidioksidin poisto tapahtuvat paljon pienemmässä mittakaavassa.
Pimeässä kasvit imevät happea ja vapauttavat hiilidioksidia eli hengittävät. Sellaisenaan kasveilla ei ole hengityselimiä: ne imevät happea koko pinnasta, pääasiassa lehdistä.
Kasvit, jotka vapauttavat happea pimeässä
Suurin osa kasveista luovuttaa energisesti happea valossa, ja ilman sitä ne päinvastoin kuluttavat sitä. Tästä syystä ei yleensä ole suositeltavaa laittaa niitä makuuhuoneeseen. Mutta joillakin kasveilla kaikki tapahtuu päinvastoin.
Esimerkiksi Kalanchoe, Benjaminin ficus ja orkideat antavat dynaamisesti O2 mihin aikaan päivästä tahansa. Yöllä happea vapauttavia kasveja ovat aloe, joka desinfioi muun muassa ilman mikrobeista ja imee siitä haitallisia aineita. Luultavasti kaikki tietävät tämän ainutlaatuisen mehikasvin hyödyllisistä ominaisuuksista.
Vahvin ympäristön puhdistaja on sansevieria, joka auttaa vahvistamaan ihmisten immuunijärjestelmää. Tähän lajiin kuuluu myös geranium, joka pystyy tuhoamaan minkä tahansabakteereja ja jopa joitakin viruksia. Sillä on masennuslääkkeitä: sen tuoksu voi lievittää neuroosia, unettomuutta, stressiä ja hermoston jännitteitä.
Fotosynteesin merkitys planeetallemme
Tutkijoiden mukaan planeetta Maa muodostui aurinkosumusta, ja alun perin sen ilmakehässä ei ollut happea. Tällaisen tärkeän kaasun syntyminen oli mahdollista juuri fotosynteesin ansiosta. Seurauksena ilmaantui happihengitys, joka on luontaista melkein kaikille eläville olennoille. Happi myötävaikutti planeetan luonnollisen suojan muodostumiseen auringon ultraviolettisäteilyä vastaan - otsonikerroksen. Tämä seikka suosi evoluutiota: elävien organismien vapautumista v altamerestä maahan.
On myös erittäin tärkeää, että happea tuottavat kasvit kuluttavat myös ilmakehän hiilidioksidia. Liiallinen CO2 aiheuttaa kasvihuoneilmiön, joka on haitallinen ilmastolle ja eläville olennoille.
Fotosynteesin puuttuessa planeetan ilmakehässä olisi ylimäärä CO2. Tämän seurauksena useimmat elävät organismit eivät pystyisi hengittämään ja kuolisivat. Fotosynteesi määrittää maapallon ilmakehän kuoren kaasukoostumuksen stabiilisuuden. Puut ovat planeettamme keuhkot. Siksi on erittäin tärkeää suojella niitä metsien häviämiseltä ja tulipaloilta sekä istuttaa siirtokuntiin lisää kasvillisuutta.
Fotosynteesin v altava arvo on siinä, että yksinkertaisista mineraalielementeistä syntyy erilaisia orgaanisia yhdisteitä. Osoittautuu, että kaikkielämä maan päällä on olemassaolonsa velkaa tälle hämmästyttävälle prosessille.
Lisäksi v altava määrä eläimiä syö kasveja. Kasvien luomat ja keräämät orgaaniset yhdisteet ovat myös ravintoa ja energianlähdettä. Miljardien vuosien aikana maan suolistoon on kertynyt suuria orgaanisen aineen (öljyn, hiilen ja muiden) kerrostumia.
Ihmiset käyttävät fotosynteesin tuotteita paitsi elintarvikkeissa ja hoidossa, myös taloudellisessa toiminnassa rakennusmateriaalina ja erilaisina raaka-aineina.
