Fotosinteza ndodh në qelizat e cilit ind. Koncepti i fotosintezës, ku dhe çfarë ndodh gjatë fazës së lehtë të fotosintezës. Rëndësia e fotosintezës në jetën e njeriut

Fotosintezaështë sinteza e përbërjeve organike në gjethet e bimëve të gjelbra nga uji dhe dioksidi i karbonit atmosferik duke përdorur energjinë diellore (të dritës) të përthithur nga klorofili në kloroplaste.

Falë fotosintezës, energjia e dritës së dukshme kapet dhe shndërrohet në energji kimike, e cila ruhet (ruahet) në substanca organike të formuara gjatë fotosintezës.

Data e zbulimit të procesit të fotosintezës mund të konsiderohet 1771. Shkencëtari anglez J. Priestley tërhoqi vëmendjen për ndryshimet në përbërjen e ajrit për shkak të aktivitetit jetësor të kafshëve. Në prani të bimëve të gjelbra, ajri përsëri u bë i përshtatshëm si për frymëmarrje ashtu edhe për djegie. Më pas, puna e një numri shkencëtarësh (Y. Ingenhaus, J. Senebier, T. Saussure, J.B. Boussingault) vërtetoi se bimët e gjelbra thithin CO 2 nga ajri, nga i cili formohet lënda organike me pjesëmarrjen e ujit në dritë. . Ishte ky proces që në 1877 shkencëtari gjerman W. Pfeffer e quajti fotosintezë. Ligji i ruajtjes së energjisë i formuluar nga R. Mayer kishte një rëndësi të madhe për zbulimin e thelbit të fotosintezës. Në 1845, R. Mayer propozoi se energjia e përdorur nga bimët është energjia e Diellit, të cilën bimët e shndërrojnë në energji kimike përmes procesit të fotosintezës. Ky pozicion u zhvillua dhe u konfirmua eksperimentalisht në hulumtimin e shkencëtarit të shquar rus K.A. Timiryazev.

Roli kryesor i organizmave fotosintetikë:

1) shndërrimi i energjisë së dritës së diellit në energjinë e lidhjeve kimike të përbërjeve organike;

2) ngopja e atmosferës me oksigjen;

Si rezultat i fotosintezës, në Tokë formohen 150 miliardë ton lëndë organike dhe rreth 200 miliardë ton oksigjen të lirë çlirohen në vit. Parandalon rritjen e përqendrimit të CO2 në atmosferë, duke parandaluar mbinxehjen e Tokës (efekti serë).

Atmosfera e krijuar nga fotosinteza mbron qeniet e gjalla nga rrezatimi i dëmshëm UV me valë të shkurtër (mburoja oksigjen-ozon e atmosferës).

Vetëm 1-2% e energjisë diellore transferohet në korrjen e bimëve bujqësore; humbjet janë për shkak të përthithjes jo të plotë të dritës. Prandaj, ekziston një perspektivë e madhe për rritjen e produktivitetit përmes përzgjedhjes së varieteteve me efikasitet të lartë të fotosintezës dhe krijimit të një strukture të favorshme për thithjen e dritës. Në këtë drejtim, zhvillimi i bazave teorike për kontrollin e fotosintezës po bëhet veçanërisht i rëndësishëm.

Rëndësia e fotosintezës është e madhe. Le të theksojmë vetëm se ai furnizon lëndë djegëse (energji) dhe oksigjen atmosferik të nevojshëm për ekzistencën e të gjitha gjallesave. Prandaj, roli i fotosintezës është planetar.

Planetariteti i fotosintezës përcaktohet edhe nga fakti se falë ciklit të oksigjenit dhe karbonit (kryesisht) ruhet përbërja aktuale e atmosferës, e cila nga ana tjetër përcakton ruajtjen e mëtejshme të jetës në Tokë. Më tej mund të themi se energjia që ruhet në produktet e fotosintezës është në thelb burimi kryesor i energjisë që ka tani njerëzimi.

Reagimi total i fotosintezës

CO 2 +H 2 O = (CH 2 O) + O 2 .

Kimia e fotosintezës përshkruhet nga ekuacionet e mëposhtme:

Fotosinteza - 2 grupe reaksionesh:

skenë e lehtë (varet nga ndriçim)

fazë e errët (varet nga temperatura).

Të dy grupet e reaksioneve ndodhin njëkohësisht

Fotosinteza ndodh në kloroplastet e bimëve të gjelbra.

Fotosinteza fillon me kapjen dhe thithjen e dritës nga pigmenti klorofil, që gjendet në kloroplastet e qelizave bimore jeshile.

Kjo rezulton të jetë e mjaftueshme për të zhvendosur spektrin e absorbimit të molekulës.

Molekula e klorofilit thith fotonet në ngjyrë vjollce dhe blu, dhe më pas në pjesën e kuqe të spektrit, dhe nuk ndërvepron me fotonet në pjesën e gjelbër dhe të verdhë të spektrit.

Kjo është arsyeja pse klorofili dhe bimët duken jeshile - ato thjesht nuk mund të përfitojnë nga rrezet e gjelbra dhe t'i lënë ato të enden nëpër botë (duke e bërë atë më të gjelbër).

Pigmentet fotosintetike janë të vendosura në anën e brendshme të membranës tilakoidale.

Pigmentet janë të organizuara në fotosistemet(fusha antenash për kapjen e dritës) - që përmban 250–400 molekula pigmentesh të ndryshme.

Fotosistemi përbëhet nga:

qendra e reagimit fotosistemet (molekula e klorofilit A),

molekulat e antenës

Të gjitha pigmentet në fotosistem janë të afta të transferojnë energjinë e gjendjes së ngacmuar tek njëri-tjetri. Energjia e fotonit e përthithur nga një ose një molekulë tjetër pigmenti transferohet në një molekulë fqinje derisa të arrijë në qendrën e reagimit. Kur sistemi i rezonancës së qendrës së reagimit kalon në një gjendje të ngacmuar, ai transferon dy elektrone të ngacmuara në molekulën pranuese dhe në këtë mënyrë oksidohet dhe fiton një ngarkesë pozitive.

Në bimë:

fotosistemi 1(përthithja maksimale e dritës në një gjatësi vale prej 700 nm - P700)

fotosistemi 2(përthithja maksimale e dritës në një gjatësi vale prej 680 nm - P680

Dallimet në optimumin e përthithjes janë për shkak të dallimeve të vogla në strukturën e pigmentit.

Të dy sistemet punojnë së bashku, si një transportues me dy pjesë të quajtur fotofosforilimi jociklik .

Ekuacioni përmbledhës për fotofosforilimi jociklik:

Ф - simbol i mbetjes së acidit fosforik

Cikli fillon me fotosistemin 2.

1) molekulat e antenës kapin fotonin dhe transmetojnë ngacmimin në molekulën qendrore aktive P680;

2) molekula e ngacmuar P680 i dhuron dy elektrone kofaktorit Q, ndërsa oksidohet dhe fiton një ngarkesë pozitive;

Kofaktor(kofaktor). Një koenzimë ose çdo substancë tjetër e nevojshme që një enzimë të kryejë funksionin e saj

Koenzimat (koenzimat)[nga lat. co (cum) - së bashku dhe enzimat], komponime organike me natyrë jo proteinike që marrin pjesë në reaksionin enzimatik si pranues të atomeve individuale ose grupeve atomike të shkëputura nga enzima nga molekula e substratit, d.m.th. për të kryer veprimin katalitik të enzimave. Këto substanca, në ndryshim nga përbërësi proteinik i enzimës (apoenzima), kanë një peshë molekulare relativisht të vogël dhe, si rregull, janë të qëndrueshme termike. Ndonjëherë koenzimat nënkuptojnë çdo substancë me molekulare të ulët, pjesëmarrja e të cilave është e nevojshme që të ndodhë veprimi katalitik i enzimës, duke përfshirë jonet, për shembull. K +, Mg 2+ dhe Mn 2+. Enzimat janë të vendosura. në qendrën aktive të enzimës dhe së bashku me substratin dhe grupet funksionale të qendrës aktive formojnë një kompleks të aktivizuar.

Shumica e enzimave kërkojnë praninë e një koenzime për të shfaqur aktivitet katalitik. Përjashtim bëjnë enzimat hidrolitike (për shembull, proteazat, lipazat, ribonukleazat), të cilat kryejnë funksionin e tyre në mungesë të një koenzime.

Molekula zvogëlohet me P680 (nën veprimin e enzimave). Në këtë rast, uji shpërbëhet në protone dhe oksigjen molekular, ato. uji është një dhurues elektroni, i cili siguron rimbushjen e elektroneve në P 680.

FOTOLIZA UJI- ndarja e një molekule uji, veçanërisht gjatë fotosintezës. Për shkak të fotolizës së ujit, prodhohet oksigjen, i cili lëshohet nga bimët e gjelbra në dritë.

Procesi organik më i rëndësishëm, pa të cilin do të vihej në pikëpyetje ekzistenca e të gjitha gjallesave në planetin tonë, është fotosinteza. Çfarë është fotosinteza? Të gjithë e dinë nga shkolla. Përafërsisht, ky është procesi i formimit të substancave organike nga dioksidi i karbonit dhe uji, i cili ndodh në dritë dhe shoqërohet me çlirimin e oksigjenit. Një përkufizim më kompleks është si më poshtë: fotosinteza është procesi i shndërrimit të energjisë së dritës në energji të lidhjeve kimike të substancave me origjinë organike me pjesëmarrjen e pigmenteve fotosintetike. Në praktikën moderne, fotosinteza zakonisht kuptohet si një grup procesesh të përthithjes, sintezës dhe përdorimit të dritës në një sërë reaksionesh endergonike, një prej të cilave është shndërrimi i dioksidit të karbonit në substanca organike. Tani le të zbulojmë më në detaje se si ndodh fotosinteza dhe në cilat faza ndahet ky proces!

karakteristikat e përgjithshme

Kloroplastet, të cilat i ka çdo bimë, janë përgjegjës për fotosintezën. Çfarë janë kloroplastet? Këto janë plastide ovale që përmbajnë pigment si klorofili. Është klorofili që përcakton ngjyrën e gjelbër të bimëve. Në algat, ky pigment është i pranishëm në kromatoforet - qelizat që reflektojnë dritën që përmbajnë pigment të formave të ndryshme. Algat kafe dhe të kuqe, të cilat jetojnë në thellësi të konsiderueshme ku rrezet e diellit nuk arrijnë mirë, kanë pigmente të ndryshme.

Substancat e fotosintezës janë pjesë e autotrofeve - organizmave të aftë për të sintetizuar substanca organike nga substanca inorganike. Ato janë niveli më i ulët i piramidës ushqimore, prandaj përfshihen në dietën e të gjithë organizmave të gjallë në planetin Tokë.

Përfitimet e fotosintezës

Pse nevojitet fotosinteza? Oksigjeni i çliruar nga bimët gjatë fotosintezës hyn në atmosferë. Duke u ngritur në shtresat e sipërme të saj, ajo formon ozonin, i cili mbron sipërfaqen e tokës nga rrezatimi i fortë diellor. Është falë ekranit të ozonit që organizmat e gjallë mund të qëndrojnë të qetë në tokë. Përveç kësaj, siç e dini, oksigjeni është i nevojshëm për frymëmarrjen e organizmave të gjallë.

Ecuria e procesit

Gjithçka fillon me hyrjen e dritës në kloroplaste. Nën ndikimin e tij, organelet nxjerrin ujë nga toka dhe gjithashtu e ndajnë atë në hidrogjen dhe oksigjen. Kështu ndodhin dy procese. Fotosinteza e bimëve fillon në momentin kur gjethet tashmë kanë thithur ujin dhe dioksidin e karbonit. Energjia e dritës grumbullohet në tilakoidet - ndarje të veçanta të kloroplasteve dhe e ndan molekulën e ujit në dy përbërës. Një pjesë e oksigjenit shkon në frymëmarrjen e bimëve, dhe pjesa tjetër shkon në atmosferë.

Më pas, dioksidi i karbonit hyn në pirenoidet - granula proteinash të rrethuara me niseshte. Këtu vjen edhe hidrogjeni. Të përziera me njëra-tjetrën, këto substanca formojnë sheqer. Ky reagim ndodh edhe me çlirimin e oksigjenit. Kur sheqeri (emri i përgjithshëm për karbohidratet e thjeshta) përzihet me azot, squfur dhe fosfor që hyjnë në bimë nga toka, formohen niseshte (karbohidrate komplekse), proteina, yndyrna, vitamina dhe substanca të tjera të nevojshme për jetën e bimëve. Në shumicën dërrmuese të rasteve, fotosinteza ndodh në kushtet e ndriçimit natyror. Megjithatë, në të mund të marrë pjesë edhe ndriçimi artificial.

Deri në vitet 60 të shekullit të njëzetë, shkenca njihte një mekanizëm për reduktimin e dioksidit të karbonit - përgjatë rrugës së fosfatit C3-pentozë. Kohët e fundit, shkencëtarët australianë vërtetuan se në disa specie bimore ky proces mund të ndodhë përmes ciklit të acidit dikarboksilik C4.

Në bimët që reduktojnë dioksidin e karbonit nëpërmjet rrugës C 3, fotosinteza ndodh më mirë në temperatura të moderuara dhe dritë të ulët, në pyje ose vende të errëta. Këto bimë përfshijnë pjesën më të madhe të bimëve të kultivuara dhe pothuajse të gjitha perimet që përbëjnë bazën e dietës sonë.

Në klasën e dytë të bimëve, fotosinteza ndodh më aktivisht në kushtet e temperaturës së lartë dhe dritës së fortë. Në këtë grup bëjnë pjesë bimët që rriten në klimat tropikale dhe të ngrohta, si misri, kallam sheqeri, melekuqe etj.

Metabolizmi i bimëve, nga rruga, u zbulua mjaft kohët e fundit. Shkencëtarët ishin në gjendje të zbulonin se disa bimë kanë inde të veçanta për të ruajtur furnizimin me ujë. Dioksidi i karbonit grumbullohet në to në formën e acideve organike dhe kthehet në karbohidrate vetëm pas 24 orësh. Ky mekanizëm u lejon bimëve të kursejnë ujë.

Si funksionon procesi?

Ne tashmë e dimë në terma të përgjithshëm se si vazhdon procesi i fotosintezës dhe çfarë lloj fotosinteze ndodh, tani le ta njohim më thellë.

E gjitha fillon me thithjen e dritës nga bima. Në këtë gjë ajo ndihmohet nga klorofila, e cila në formën e kloroplasteve ndodhet në gjethet, kërcellet dhe frutat e bimës. Sasia kryesore e kësaj substance është e përqendruar në gjethe. Gjë është se, falë strukturës së saj të sheshtë, fleta tërheq shumë dritë. Dhe sa më shumë dritë, aq më shumë energji për fotosintezën. Kështu, gjethet në bimë veprojnë si një lloj lokalizimi që kapin dritën.

Kur drita absorbohet, klorofili është në gjendje të ngacmuar. Ai transferon energji në organet e tjera të bimëve që marrin pjesë në fazën tjetër të fotosintezës. Faza e dytë e procesit ndodh pa pjesëmarrjen e dritës dhe përbëhet nga një reaksion kimik që përfshin ujin e marrë nga toka dhe dioksidin e karbonit të marrë nga ajri. Në këtë fazë sintetizohen karbohidratet, të cilat janë thelbësore për jetën e çdo organizmi. Në këtë rast, ato jo vetëm që ushqejnë vetë bimën, por transmetohen edhe te kafshët që e hanë atë. Njerëzit gjithashtu i marrin këto substanca duke konsumuar produkte bimore ose shtazore.

Fazat e procesit

Duke qenë një proces mjaft kompleks, fotosinteza ndahet në dy faza: e lehtë dhe e errët. Siç sugjeron emri, faza e parë kërkon praninë e rrezatimit diellor, por e dyta jo. Gjatë fazës së dritës, klorofili thith një sasi drite, duke formuar molekula ATP dhe NADH, pa të cilat fotosinteza është e pamundur. Çfarë janë ATP dhe NADH?

ATP (adenozi trifosfat) është një koenzimë nukleike që përmban lidhje me energji të lartë dhe shërben si burim energjie në çdo transformim organik. Lidhja shpesh quhet si një volut energjik.

NADH (nikotinamid adenine dinukleotidi) është një burim hidrogjeni që përdoret për sintetizimin e karbohidrateve me pjesëmarrjen e dioksidit të karbonit në fazën e dytë të një procesi siç është fotosinteza.

Faza e lehtë

Kloroplastet përmbajnë shumë molekula klorofile, secila prej të cilave thith dritën. Pigmente të tjera gjithashtu e thithin atë, por ato nuk janë të afta për fotosintezë. Procesi zhvillohet vetëm në një pjesë të molekulave të klorofilit. Molekulat e mbetura formojnë antena dhe komplekse të korrjes së dritës (LHC). Ata grumbullojnë kuanta të rrezatimit të dritës dhe i transferojnë ato në qendrat e reagimit, të cilat quhen edhe kurthe. Qendrat e reagimit janë të vendosura në fotosisteme, nga të cilat një bimë fotosintetike ka dy. E para përmban një molekulë klorofili të aftë për të thithur dritën me një gjatësi vale prej 700 nm, dhe e dyta - 680 nm.

Pra, dy lloje të molekulave të klorofilit thithin dritën dhe eksitohen, gjë që bën që elektronet të lëvizin në një nivel më të lartë energjie. Elektronet e ngacmuara, të cilat kanë një sasi të madhe energjie, shkëputen dhe hyjnë në zinxhirin e transportit të vendosur në membranat tilakoid (strukturat e brendshme të kloroplasteve).

Tranzicioni elektronik

Një elektron nga fotosistemi i parë shkon nga klorofili P680 në plastoquinone dhe një elektron nga sistemi i dytë shkon në feredoksinë. Në këtë rast, në vendin ku hiqen elektronet, formohet një hapësirë ​​e lirë në molekulën e klorofilit.

Për të kompensuar mungesën, molekula e klorofilit P680 pranon elektrone nga uji, duke formuar jone hidrogjeni. Dhe molekula e dytë e klorofilit kompenson mungesën përmes një sistemi bartës nga fotosistemi i parë.

Kështu vazhdon faza e dritës e fotosintezës, thelbi i së cilës është transferimi i elektroneve. Paralelisht me transportin e elektroneve është lëvizja e joneve të hidrogjenit nëpër membranë. Kjo çon në akumulimin e tyre brenda tilakoidit. Duke u grumbulluar në sasi të mëdha, ato lëshohen nga jashtë me ndihmën e një faktori konjugues. Rezultati i transportit të elektroneve është formimi i përbërjes NADH. Dhe transferimi i joneve të hidrogjenit çon në formimin e monedhës së energjisë ATP.

Në fund të fazës së dritës, oksigjeni hyn në atmosferë dhe ATP dhe NADH formohen brenda petalit. Pastaj fillon faza e errët e fotosintezës.

Faza e errët

Kjo fazë e fotosintezës kërkon dioksid karboni. Bima e thith vazhdimisht nga ajri. Për këtë qëllim, në sipërfaqen e gjethes ka stomata - struktura të veçanta që, kur hapen, thithin dioksid karboni. Duke hyrë në gjethe, ajo tretet në ujë dhe merr pjesë në proceset e fazës së dritës.

Gjatë fazës së dritës në shumicën e bimëve, dioksidi i karbonit lidhet me një përbërje organike që përmban 5 atome karboni. Rezultati është një palë molekulash të një përbërjeje me tre karbon të quajtur acid 3-fosfoglicerik. Pikërisht për shkak se ky përbërës është rezultati kryesor i procesit që bimët me këtë lloj fotosinteze quhen bimë C 3.

Proceset e mëtejshme që ndodhin në kloroplaste janë shumë komplekse për njerëzit e papërvojë. Rezultati përfundimtar është një përbërës me gjashtë karbon që sintetizon karbohidrate të thjeshta ose komplekse. Është në formën e karbohidrateve që bima grumbullon energji. Një pjesë e vogël e substancave mbetet në gjethe dhe plotëson nevojat e saj. Karbohidratet e mbetura qarkullojnë në të gjithë bimën dhe dërgohen në vendet ku janë më të nevojshme.

Fotosinteza në dimër

Shumë njerëz kanë pyetur veten të paktën një herë në jetën e tyre se nga vjen oksigjeni gjatë stinës së ftohtë. Së pari, oksigjeni prodhohet jo vetëm nga bimët gjetherënëse, por edhe nga bimët halore dhe detare. Dhe nëse bimët gjetherënëse ngrijnë në dimër, bimët halore vazhdojnë të marrin frymë, megjithëse më pak intensivisht. Së dyti, përmbajtja e oksigjenit në atmosferë nuk varet nga fakti nëse pemët kanë derdhur gjethet e tyre. Oksigjeni zë 21% të atmosferës, kudo në planetin tonë në çdo kohë të vitit. Kjo vlerë nuk ndryshon, pasi masat ajrore lëvizin shumë shpejt, dhe dimri nuk ndodh njëkohësisht në të gjitha vendet. Epo, dhe së treti, në dimër në shtresat më të ulëta të ajrit që thithim, përmbajtja e oksigjenit është edhe më e lartë se në verë. Arsyeja për këtë fenomen është temperatura e ulët, për shkak të së cilës oksigjeni bëhet më i dendur.

konkluzioni

Sot kujtuam se çfarë është fotosinteza, çfarë është klorofili dhe si bimët çlirojnë oksigjen duke thithur dioksidin e karbonit. Sigurisht, fotosinteza është procesi më i rëndësishëm në jetën tonë. Na kujton nevojën për t'u kujdesur për natyrën.

27-shkurt-2014 | Një koment | Lolita Okolnova

Fotosinteza- procesi i formimit të substancave organike nga dioksidi i karbonit dhe uji në dritë me pjesëmarrjen e pigmenteve fotosintetike.

Kemosinteza- një metodë e të ushqyerit autotrofik në të cilën burimi i energjisë për sintezën e substancave organike nga CO 2 janë reaksionet e oksidimit të përbërjeve inorganike

Në mënyrë tipike, të gjithë organizmat e aftë të sintetizojnë substanca organike nga substanca inorganike, d.m.th. organizma të aftë për fotosinteza dhe kemosinteza, i referohet .

Disa klasifikohen tradicionalisht si autotrofë.

Ne folëm shkurtimisht për strukturën e një qelize bimore, le të shohim më në detaje të gjithë procesin...

Thelbi i fotosintezës

(ekuacioni përmbledhës)

Substanca kryesore e përfshirë në procesin shumëfazor të fotosintezës është klorofilit. Është kjo që e shndërron energjinë diellore në energji kimike.

Figura tregon një paraqitje skematike të molekulës së klorofilit, meqë ra fjala, molekula është shumë e ngjashme me molekulën e hemoglobinës...

Klorofili është i integruar në kloroplast grana:

Faza e lehtë e fotosintezës:

(kryhet në membranat tilakoide)

• Drita që godet një molekulë klorofili absorbohet prej saj dhe e sjell atë në një gjendje të ngacmuar - elektroni që është pjesë e molekulës, pasi ka thithur energjinë e dritës, lëviz në një nivel më të lartë energjie dhe merr pjesë në proceset e sintezës;
• Nën ndikimin e dritës, ndodh edhe ndarja (fotoliza) e ujit:

Në këtë rast, oksigjeni hiqet në mjedisin e jashtëm dhe protonet grumbullohen brenda tilakoidit në "rezervuarin e protonit".

2Н + + 2е - + NADP → NADPH 2

NADP është një substancë specifike, një koenzimë, d.m.th. një katalizator, në këtë rast një bartës hidrogjeni.

• i sintetizuar (energji)

Faza e errët e fotosintezës

(ndodh në stromën e kloroplasteve)

sinteza aktuale e glukozës

ndodh një cikël reaksionesh në të cilin formohet C 6 H 12 O 6. Këto reaksione përdorin energjinë e ATP dhe NADPH 2 të formuar në fazën e dritës; Përveç glukozës, gjatë fotosintezës formohen edhe monomere të tjera të komponimeve organike komplekse - aminoacide, glicerinë dhe acide yndyrore, nukleotide

Ju lutemi vini re: kjo fazë është e errët quhet jo sepse ndodh natën - sinteza e glukozës ndodh, në përgjithësi, rreth orës, por faza e errët nuk kërkon më energji drite.

"Fotosinteza është një proces nga i cili në fund të fundit varen të gjitha manifestimet e jetës në planetin tonë."

K.A. Timiryazev.

Si rezultat i fotosintezës, në Tokë formohen rreth 150 miliardë ton lëndë organike dhe rreth 200 miliardë tonë oksigjen i lirë çlirohen në vit. Përveç kësaj, bimët përfshijnë miliarda ton azot, fosfor, squfur, kalcium, magnez, kalium dhe elementë të tjerë në cikël. Edhe pse një gjethe jeshile përdor vetëm 1-2% të dritës që bie mbi të, lëndën organike të krijuar nga bima dhe oksigjenin në përgjithësi.

Kemosinteza

Kemosinteza kryhet për shkak të energjisë së çliruar gjatë reaksioneve të oksidimit kimik të përbërjeve të ndryshme inorganike: hidrogjenit, sulfurit të hidrogjenit, amoniakut, oksidit të hekurit (II), etj.

Sipas substancave të përfshira në metabolizmin e baktereve, dallohen:

• bakteret e squfurit - mikroorganizmat e trupave ujorë që përmbajnë H 2 S - burime me një erë shumë karakteristike,
• bakteret e hekurit,
• bakteret nitrifikuese - oksidojnë amoniakun dhe acidin azotik,
• bakteret fiksuese të azotit - pasurojnë tokat, rrisin ndjeshëm produktivitetin,
• bakteret oksiduese të hidrogjenit

Por thelbi mbetet i njëjtë - kjo është gjithashtu

Si të shpjegohet shkurt dhe qartë një proces kaq kompleks si fotosinteza? Bimët janë të vetmit organizma të gjallë që mund të prodhojnë ushqimin e tyre. Si e bëjnë këtë? Për rritje, ata marrin të gjitha substancat e nevojshme nga mjedisi: dioksid karboni nga ajri, uji dhe nga toka. Ata kanë nevojë edhe për energji, të cilën e marrin nga rrezet e diellit. Kjo energji shkakton disa reaksione kimike gjatë të cilave dioksidi i karbonit dhe uji shndërrohen në glukozë (ushqim) dhe është fotosintezë. Thelbi i procesit mund t'u shpjegohet shkurt dhe qartë edhe fëmijëve të moshës shkollore.

"Së bashku me dritën"

Fjala "fotosintezë" vjen nga dy fjalë greke - "foto" dhe "sintezë", kombinimi i të cilave do të thotë "së bashku me dritën". Energjia diellore shndërrohet në energji kimike. Ekuacioni kimik i fotosintezës:

6CO 2 + 12H 2 O + dritë = C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 6H 2 O.

Kjo do të thotë se 6 molekula të dioksidit të karbonit dhe dymbëdhjetë molekula uji përdoren (së bashku me rrezet e diellit) për të prodhuar glukozë, duke rezultuar në gjashtë molekula oksigjen dhe gjashtë molekula ujë. Nëse e përfaqësoni këtë si një ekuacion verbal, ju merrni sa vijon:

Ujë + diell => glukozë + oksigjen + ujë.

Dielli është një burim shumë i fuqishëm energjie. Njerëzit gjithmonë përpiqen ta përdorin atë për të prodhuar energji elektrike, për të izoluar shtëpitë, për të ngrohur ujin, e kështu me radhë. Bimët "kuptuan" se si të përdorin energjinë diellore miliona vjet më parë, sepse ishte e nevojshme për mbijetesën e tyre. Fotosinteza mund të shpjegohet shkurt dhe qartë në këtë mënyrë: bimët përdorin energjinë e dritës së diellit dhe e shndërrojnë atë në energji kimike, rezultati i së cilës është sheqeri (glukoza), teprica e së cilës ruhet si niseshte në gjethe, rrënjë, kërcell. dhe farat e bimës. Energjia e diellit transferohet te bimët, si dhe te kafshët që hanë këto bimë. Kur një bimë ka nevojë për lëndë ushqyese për rritjen dhe proceset e tjera të jetës, këto rezerva janë shumë të dobishme.

Si e thithin bimët energjinë nga dielli?

Duke folur shkurt dhe qartë për fotosintezën, ia vlen të trajtohet pyetja se si bimët arrijnë të thithin energjinë diellore. Kjo ndodh për shkak të strukturës së veçantë të gjetheve, e cila përfshin qelizat e gjelbra - kloroplastet, të cilat përmbajnë një substancë të veçantë të quajtur klorofil. Kjo është ajo që u jep gjetheve ngjyrën e tyre të gjelbër dhe është përgjegjëse për thithjen e energjisë nga rrezet e diellit.

Pse shumica e gjetheve janë të gjera dhe të sheshta?

Fotosinteza ndodh në gjethet e bimëve. Fakti mahnitës është se bimët janë përshtatur shumë mirë për të kapur rrezet e diellit dhe thithin dioksidin e karbonit. Falë sipërfaqes së gjerë, do të kapet shumë më tepër dritë. Është për këtë arsye që panelet diellore, të cilat ndonjëherë vendosen në çatitë e shtëpive, janë gjithashtu të gjera dhe të sheshta. Sa më e madhe të jetë sipërfaqja, aq më i mirë është thithja.

Çfarë tjetër është e rëndësishme për bimët?

Ashtu si njerëzit, bimët gjithashtu kanë nevojë për lëndë ushqyese të dobishme për të qëndruar të shëndetshëm, për t'u rritur dhe për të kryer mirë funksionet e tyre jetësore. Ata marrin minerale të tretura në ujë nga toka përmes rrënjëve të tyre. Nëse tokës i mungojnë lëndët ushqyese minerale, bima nuk do të zhvillohet normalisht. Fermerët shpesh testojnë tokën për t'u siguruar që ka lëndë ushqyese të mjaftueshme për të mbjellat. Përndryshe, drejtohuni në përdorimin e plehrave që përmbajnë minerale thelbësore për ushqimin dhe rritjen e bimëve.

Pse është fotosinteza kaq e rëndësishme?

Për të shpjeguar shkurtimisht dhe qartë fotosintezën për fëmijët, vlen të thuhet se ky proces është një nga reaksionet kimike më të rëndësishme në botë. Cilat janë arsyet për një deklaratë kaq të zhurmshme? Së pari, fotosinteza ushqen bimët, të cilat nga ana e tyre ushqejnë çdo gjallesë tjetër në planet, duke përfshirë kafshët dhe njerëzit. Së dyti, si rezultat i fotosintezës, oksigjeni i nevojshëm për frymëmarrje lëshohet në atmosferë. Të gjitha gjallesat thithin oksigjen dhe nxjerrin dioksid karboni. Për fat të mirë, bimët bëjnë të kundërtën, ndaj janë shumë të rëndësishme për njerëzit dhe kafshët, pasi u japin atyre aftësinë për të marrë frymë.

Procesi i mahnitshëm

Bimët, rezulton, gjithashtu dinë të marrin frymë, por, ndryshe nga njerëzit dhe kafshët, ato thithin dioksid karboni nga ajri, jo oksigjen. Edhe bimët pinë. Kjo është arsyeja pse ju duhet t'i ujisni, përndryshe ata do të vdesin. Me ndihmën e sistemit rrënjor, uji dhe lëndët ushqyese transportohen në të gjitha pjesët e trupit të bimës dhe dioksidi i karbonit thithet përmes vrimave të vogla në gjethe. Shkaku për fillimin e një reaksioni kimik është rrezet e diellit. Të gjitha produktet metabolike të marra përdoren nga bimët për ushqim, oksigjeni lëshohet në atmosferë. Kështu mund të shpjegoni shkurt dhe qartë se si ndodh procesi i fotosintezës.

Fotosinteza: fazat e lehta dhe të errëta të fotosintezës

Procesi në shqyrtim përbëhet nga dy pjesë kryesore. Ekzistojnë dy faza të fotosintezës (përshkrimi dhe tabela më poshtë). E para quhet faza e dritës. Ndodh vetëm në prani të dritës në membranat tilakoidale me pjesëmarrjen e klorofilit, proteinave të transportit të elektroneve dhe enzimës ATP sintetazë. Çfarë tjetër fsheh fotosinteza? Ndriçoni dhe zëvendësoni njëri-tjetrin ndërsa përparojnë ditën dhe natën (ciklet e Calvin). Gjatë fazës së errët, ndodh prodhimi i së njëjtës glukozë, ushqim për bimët. Ky proces quhet gjithashtu një reagim i pavarur nga drita.

konkluzioni

Nga të gjitha sa më sipër, mund të nxirren përfundimet e mëposhtme:

• Fotosinteza është një proces që prodhon energji nga dielli.
• Energjia e dritës nga dielli shndërrohet në energji kimike nga klorofili.
• Klorofili u jep bimëve ngjyrën e tyre të gjelbër.
• Fotosinteza ndodh në kloroplastet e qelizave të gjetheve të bimëve.
• Dioksidi i karbonit dhe uji janë të nevojshëm për fotosintezën.
• Dioksidi i karbonit hyn në bimë përmes vrimave të vogla, stomatave dhe oksigjeni del përmes tyre.
• Uji absorbohet në bimë përmes rrënjëve të saj.
• Pa fotosintezë nuk do të kishte ushqim në botë.

Bimët marrin ujë dhe minerale nga rrënjët e tyre. Gjethet sigurojnë ushqim organik për bimët. Ndryshe nga rrënjët, ato nuk janë në tokë, por në ajër, prandaj ato sigurojnë jo tokën, por ushqimin e ajrit.

Nga historia e studimit të ushqyerjes ajrore të bimëve

Njohuritë për ushqimin e bimëve u grumbulluan gradualisht.

Rreth 350 vjet më parë, shkencëtari holandez Jan Helmont eksperimentoi për herë të parë me studimin e të ushqyerit të bimëve. Ai rriti shelgun në një enë balte të mbushur me tokë, duke shtuar vetëm ujë. Shkencëtari peshoi me kujdes gjethet e rënë. Pas pesë vjetësh, masa e shelgut së bashku me gjethet e rënë u rrit me 74,5 kg, dhe masa e tokës u ul me vetëm 57 g. Bazuar në këtë, Helmont arriti në përfundimin se të gjitha substancat në bimë nuk formohen nga toka. , por nga uji. Mendimi se bima rritet në madhësi vetëm për shkak të ujit vazhdoi deri në fund të shekullit të 18-të.

Në 1771, kimisti anglez Joseph Priestley studioi dioksidin e karbonit, ose, siç e quajti ai, "ajrin e prishur" dhe bëri një zbulim të jashtëzakonshëm. Nëse ndezni një qiri dhe e mbuloni me një mbulesë xhami, atëherë pasi të digjet pak, do të fiket.

Një mi nën një kapuç të tillë fillon të mbytet. Megjithatë, nëse vendosni një degë nenexhiku nën kapak me miun, miu nuk mbytet dhe vazhdon të jetojë. Kjo do të thotë që bimët "korrigjojnë" ajrin e prishur nga frymëmarrja e kafshëve, domethënë, ato shndërrojnë dioksidin e karbonit në oksigjen.

Në vitin 1862, botanisti gjerman Julius Sachs vërtetoi përmes eksperimenteve se bimët e gjelbra jo vetëm prodhojnë oksigjen, por krijojnë edhe substanca organike që shërbejnë si ushqim për të gjithë organizmat e tjerë.

Fotosinteza

Dallimi kryesor midis bimëve jeshile dhe organizmave të tjerë të gjallë është prania në qelizat e tyre të kloroplasteve që përmbajnë klorofil. Klorofili ka vetinë e kapjes së rrezeve diellore, energjia e të cilave është e nevojshme për krijimin e substancave organike. Procesi i formimit të lëndës organike nga dioksidi i karbonit dhe uji duke përdorur energjinë diellore quhet fotosintezë (greqisht pbo1os dritë). Gjatë procesit të fotosintezës, formohen jo vetëm substanca organike - sheqerna, por çlirohet edhe oksigjen.

Skematikisht, procesi i fotosintezës mund të përshkruhet si më poshtë:

Uji absorbohet nga rrënjët dhe lëviz përmes sistemit përçues të rrënjëve dhe kërcellit drejt gjetheve. Dioksidi i karbonit është një përbërës i ajrit. Ajo hyn në gjethe përmes stomatave të hapura. Thithja e dioksidit të karbonit lehtësohet nga struktura e gjethes: sipërfaqja e sheshtë e teheve të gjetheve, e cila rrit zonën e kontaktit me ajrin dhe prania e një numri të madh stomatash në lëkurë.

Sheqernat e formuara si rezultat i fotosintezës shndërrohen në niseshte. Niseshteja është një substancë organike që nuk tretet në ujë. Kgo mund të zbulohet lehtësisht duke përdorur një zgjidhje jodi.

Dëshmi për formimin e niseshtës në gjethet e ekspozuara ndaj dritës

Le të vërtetojmë se në gjethet jeshile të bimëve niseshteja formohet nga dioksidi i karbonit dhe uji. Për ta bërë këtë, merrni parasysh një eksperiment që u krye dikur nga Julius Sachs.

Një bimë shtëpie (barbarozë ose aguliçe) mbahet në errësirë ​​për dy ditë në mënyrë që e gjithë niseshteja të përdoret për procese jetësore. Më pas disa gjethe mbulohen nga të dyja anët me letër të zezë në mënyrë që të mbulohet vetëm një pjesë e tyre. Gjatë ditës, bima është e ekspozuar ndaj dritës, dhe gjatë natës ajo ndriçohet shtesë duke përdorur një llambë tavoline.

Pas një dite, gjethet në studim priten. Për të zbuluar se në cilën pjesë të niseshtës së gjetheve është formuar niseshteja, gjethet zihen në ujë (për të fryrë kokrrat e niseshtës) dhe më pas mbahen në alkool të nxehtë (klorofili tretet dhe gjethja merr ngjyrë). Pastaj gjethet lahen në ujë dhe trajtohen me një zgjidhje të dobët të jodit. Kështu, zonat e gjetheve që janë ekspozuar ndaj dritës marrin një ngjyrë blu nga veprimi i jodit. Kjo do të thotë se niseshteja u formua në qelizat e pjesës së ndriçuar të gjethes. Prandaj, fotosinteza ndodh vetëm në dritë.

Dëshmi për nevojën për dioksid karboni për fotosintezë

Për të vërtetuar se dioksidi i karbonit është i nevojshëm për formimin e niseshtës në gjethe, edhe bima e shtëpisë mbahet fillimisht në errësirë. Njëra nga gjethet vendoset më pas në një balonë me një sasi të vogël uji gëlqereje. Balona mbyllet me një shtupë pambuku. Bima është e ekspozuar ndaj dritës. Dioksidi i karbonit absorbohet nga uji i gëlqeres, kështu që nuk do të jetë në balonë. Gjethja pritet dhe, ashtu si në eksperimentin e mëparshëm, ekzaminohet për praninë e niseshtës. Mbahet në ujë të nxehtë dhe alkool dhe trajtohet me tretësirë ​​jodi. Sidoqoftë, në këtë rast, rezultati i eksperimentit do të jetë i ndryshëm: gjethja nuk bëhet blu, sepse nuk përmban niseshte. Prandaj, për formimin e niseshtës, përveç dritës dhe ujit, nevojitet edhe dioksidi i karbonit.

Kështu, ne iu përgjigjëm pyetjes se çfarë ushqimi merr bima nga ajri. Përvoja ka treguar se është dioksid karboni. Është e nevojshme për formimin e lëndës organike.

Organizmat që krijojnë në mënyrë të pavarur substanca organike për të ndërtuar trupin e tyre quhen autotrophamne (greqisht autos - vetë, trofe - ushqim).

Dëshmi për prodhimin e oksigjenit gjatë fotosintezës

Për të vërtetuar se gjatë fotosintezës, bimët lëshojnë oksigjen në mjedisin e jashtëm, merrni parasysh një eksperiment me bimën ujore Elodea. Fidanet Elodea zhyten në një enë me ujë dhe mbulohen me një hinkë sipër. Vendosni një epruvetë të mbushur me ujë në fund të hinkës. Bima ekspozohet në dritë për dy deri në tre ditë. Në dritë, elodea prodhon flluska gazi. Ato grumbullohen në krye të epruvetës, duke zhvendosur ujin. Për të zbuluar se për çfarë lloj gazi bëhet fjalë, epruveta hiqet me kujdes dhe futet në të një copëz që digjet. Shkëputja pulson me shkëlqim. Kjo do të thotë që oksigjeni është grumbulluar në balonë, duke mbështetur djegien.

Roli kozmik i bimëve

Bimët që përmbajnë klorofil janë në gjendje të thithin energjinë diellore. Prandaj K.A. Timiryazev e quajti rolin e tyre në Tokë kozmike. Një pjesë e energjisë diellore të ruajtur në lëndë organike mund të ruhet për një kohë të gjatë. Qymyri, torfe, nafta formohen nga substanca që në kohët e lashta gjeologjike krijoheshin nga bimët e gjelbra dhe thithnin energjinë e Diellit. Duke djegur materiale natyrore të djegshme, një person çliron energjinë e ruajtur miliona vjet më parë nga bimët e gjelbra.

Fotosinteza (Teste)

1. Organizmat që formojnë substanca organike vetëm nga ato organike:

1.heterotrofet

2.autotrofet

3.kemotrofet

4.mixotrofe

2. Gjatë fazës së lehtë të fotosintezës ndodhin:

1.Formimi i ATP

2.formimi i glukozës

3.emetimi i dioksidit të karbonit

4. formimi i karbohidrateve

3. Gjatë fotosintezës formohet oksigjen, i cili lirohet në proces:

1.biosinteza e proteinave

2.fotoliza

3.ngacmimi i molekulës së klorofilit

4.komponon dioksidin e karbonit dhe ujin

4. Si rezultat i fotosintezës, energjia e dritës shndërrohet në:

1. energji termike

2.energjia kimike e përbërjeve inorganike

3. energjia elektrike energji termike

4.energjia kimike e përbërjeve organike

5. Frymëmarrja në anaerobe në organizmat e gjallë ndodh në procesin:

1.oksidimi i oksigjenit

2.fotosinteza

3.fermentimi

4.kemosinteza

6. Produktet përfundimtare të oksidimit të karbohidrateve në qelizë janë:

1.ADP dhe uji

2.amoniaku dhe dioksidi i karbonit

3.uji dhe dioksidi i karbonit

4.amoniaku, dioksidi i karbonit dhe uji

7. Në fazën përgatitore të zbërthimit të karbohidrateve, ndodh hidroliza:

1. celulozë në glukozë

2. proteinat në aminoacide

3.ADN tek nukleotidet

4.yndyrë në glicerinë dhe acide karboksilike

8. Enzimat sigurojnë oksidimin e oksigjenit:

1.trakti tretës dhe lizozomet

2.citoplazmë

3.mitokondrion

4.plastid

9. Gjatë glikolizës ruhen 3 mol glukozë në formë ATP:

10. Dy mole glukozë iu nënshtruan oksidimit të plotë në qelizën shtazore dhe u lëshua dioksidi i karbonit:

11. Në procesin e kemosintezës, organizmat konvertojnë energjinë oksiduese:

1.përbërjet e squfurit

2.përbërjet organike

3.amidon

12. Një gjen korrespondon me informacionin rreth molekulës:

1.aminoacide

2.amidon

4.nukleotidi

13.Kodi gjenetik përbëhet nga tre nukleotide, që do të thotë:

1. specifike

2.të tepërta

3.universale

4.tripleten

14. Në kodin gjenetik, një aminoacid korrespondon me 2-6 treshe, kjo manifestohet në:

1.vazhdimësi

2.tepricë

3. shkathtësi

4.specifiteti

15. Nëse përbërja nukleotide e ADN-së është ATT-CHC-TAT, atëherë përbërja nukleotide e i-ARN është:
1.TAA-TsGTs-UTA

2.UAA-GTG-AUA

3.UAA-CHTs-AUA

4.UAA-TsGTs-ATA

16. Sinteza e proteinave nuk ndodh në ribozomet e veta në:

1.virusi i mozaikut të duhanit

2. Drosophila

3.ant

4. Vibrio cholerae

17. Antibiotiku:

1. është një proteinë mbrojtëse e gjakut

2.sintetizon proteina të reja në trup

3.është një patogjen i dobësuar

4. shtyp sintezën e proteinave të patogjenit

18. Seksioni i molekulës së ADN-së ku ndodh replikimi ka 30.000 nukleotide (të dyja fijet). Për përsëritje do t'ju duhet:

19. Sa aminoacide të ndryshme mund të transportojë një t-ARN:

1.gjithmonë një

2.gjithmonë dy

3.gjithmonë tre

4.disa mund të transportojnë një, disa mund të transportojnë disa.

20. Seksioni i ADN-së nga i cili ndodh transkriptimi përmban 153 nukleotide; ky seksion kodon një polipeptid nga:

1.153 aminoacide

2.51 aminoacide

3.49 aminoacide

4459 aminoacide

21. Gjatë fotosintezës si rezultat prodhohet oksigjen

1. ujë fotosintetik

2. zbërthimi i gazit të karbonit

3. reduktimi i dioksidit të karbonit në glukozë

4. Sinteza e ATP

Gjatë procesit të fotosintezës ndodh

1. Sinteza e karbohidrateve dhe lirimi i oksigjenit

2. avullimi i ujit dhe thithja e oksigjenit

3. Shkëmbimi i gazit dhe sinteza e lipideve

4. çlirimi i dioksidit të karbonit dhe sinteza e proteinave

23. Gjatë fazës së lehtë të fotosintezës, energjia e dritës së diellit përdoret për sintezën e molekulave

1. lipidet

2. proteinat

3. acidi nukleik

24. Nën ndikimin e energjisë nga rrezet e diellit, një elektron ngrihet në një nivel më të lartë energjie në molekulë

1. ketri

2. glukozë

3. klorofil

4. Biosinteza e proteinave

25. Një qelizë bimore, ashtu si një qelizë shtazore, merr energji gjatë procesit. .

1. oksidimi i substancave organike

2. Biosinteza e proteinave

3. sinteza e lipideve

4. Sinteza e acidit nukleik

Fotosinteza ndodh në kloroplastet e qelizave bimore. Kloroplastet përmbajnë pigmentin klorofil, i cili është i përfshirë në procesin e fotosintezës dhe u jep bimëve ngjyrën e tyre të gjelbër. Nga kjo rrjedh se fotosinteza ndodh vetëm në pjesët e gjelbra të bimëve.

Fotosinteza është procesi i formimit të substancave organike nga ato inorganike. Në veçanti, substanca organike është glukoza, dhe substancat inorganike janë uji dhe dioksidi i karbonit.

Drita e diellit është gjithashtu e rëndësishme që të ndodhë fotosinteza. Energjia e dritës ruhet në lidhjet kimike të lëndës organike. Kjo është pika kryesore e fotosintezës: për të lidhur energjinë që më vonë do të përdoret për të mbështetur jetën e bimës ose kafshëve që hanë këtë bimë. Lënda organike vepron vetëm si një formë, një mënyrë për të ruajtur energjinë diellore.

Kur fotosinteza ndodh në qeliza, reaksione të ndryshme ndodhin në kloroplaste dhe në membranat e tyre.

Jo të gjithë kanë nevojë për dritë. Prandaj, ekzistojnë dy faza të fotosintezës: të lehta dhe të errëta. Faza e errët nuk kërkon dritë dhe mund të ndodhë gjatë natës.

Dioksidi i karbonit hyn në qeliza nga ajri përmes sipërfaqes së bimës. Uji vjen nga rrënjët përgjatë kërcellit.

Si rezultat i procesit të fotosintezës, formohet jo vetëm lënda organike, por edhe oksigjeni. Oksigjeni lëshohet në ajër përmes sipërfaqes së bimës.

Glukoza e formuar si rezultat i fotosintezës transferohet në qeliza të tjera, shndërrohet në niseshte (ruhet) dhe përdoret për procese jetësore.

Organi kryesor në të cilin ndodh fotosinteza në shumicën e bimëve është gjethja. Pikërisht në gjethe ka shumë qeliza fotosintetike që përbëjnë indin fotosintetik.

Meqenëse rrezet e diellit janë të rëndësishme për fotosintezën, gjethet zakonisht kanë një sipërfaqe të madhe. Me fjalë të tjera, ato janë të sheshta dhe të hollë. Për të siguruar që drita të arrijë të gjitha gjethet e bimëve, ato janë të pozicionuara në mënyrë që pothuajse të mos e bëjnë hije njëra-tjetrën.

Pra, që procesi i fotosintezës të zhvillohet, ju duhet dioksidi i karbonit, uji dhe drita. Produktet e fotosintezës janë lëndë organike (glukozë) dhe oksigjen. Fotosinteza ndodh në kloroplaste, të cilat janë më të bollshme në gjethe.

Fotosinteza ndodh në bimë (kryesisht në gjethet e tyre) në dritë. Ky është një proces në të cilin substanca organike glukozë (një nga llojet e sheqernave) formohet nga dioksidi i karbonit dhe uji. Më pas, glukoza në qeliza shndërrohet në një substancë më komplekse, niseshte. Si glukoza ashtu edhe niseshteja janë karbohidrate.

Procesi i fotosintezës jo vetëm që prodhon lëndë organike, por gjithashtu prodhon oksigjen si nënprodukt.

Dioksidi i karbonit dhe uji janë substanca inorganike, ndërsa glukoza dhe niseshteja janë organike.

Prandaj, shpesh thuhet se fotosinteza është procesi i formimit të substancave organike nga substancat inorganike në dritë. Vetëm bimët, disa eukariote njëqelizore dhe disa baktere janë të afta për fotosintezë. Nuk ka një proces të tillë në qelizat e kafshëve dhe kërpudhave, kështu që ata janë të detyruar të thithin substanca organike nga mjedisi. Në këtë drejtim, bimët quhen autotrofe, dhe kafshët dhe kërpudhat quhen heterotrofe.

Procesi i fotosintezës në bimë ndodh në kloroplastet, të cilat përmbajnë pigmentin jeshil klorofil.

Pra, që të ndodhë fotosinteza, ju nevojiten:

klorofil,

dioksid karboni.

Gjatë procesit të fotosintezës formohen:

çështje organike,

oksigjen.

Bimët janë përshtatur për të kapur dritën. Në shumë bimë barishtore, gjethet mblidhen në të ashtuquajturën rozetë bazale, kur gjethet nuk i bëjnë hije njëra-tjetrës. Pemët karakterizohen nga një mozaik gjethesh, në të cilin gjethet rriten në mënyrë të tillë që të hijeshojnë sa më pak njëra-tjetrën. Në bimë, tehet e gjetheve mund të kthehen drejt dritës për shkak të lakimit të gjetheve të gjetheve. Me gjithë këtë, ka bimë hijedashëse që mund të rriten vetëm në hije.

Ujipër fotosintezënarrinnë gjethenga rrënjëtpërgjatë kërcellit. Prandaj, është e rëndësishme që bima të marrë lagështi të mjaftueshme. Me mungesë uji dhe disa minerale, procesi i fotosintezës pengohet.

Dioksid karbonimarrë për fotosintezëdrejtpërdrejtnga ajri i hollëgjethet. Oksigjeni, i cili prodhohet nga bima gjatë fotosintezës, përkundrazi, lëshohet në ajër. Shkëmbimi i gazit lehtësohet nga hapësirat ndërqelizore (hapësirat ndërmjet qelizave).

Substancat organike të formuara gjatë procesit të fotosintezës përdoren pjesërisht në vetë gjethet, por kryesisht derdhen në të gjitha organet e tjera dhe shndërrohen në substanca të tjera organike, përdoren në metabolizmin e energjisë dhe shndërrohen në lëndë ushqyese rezervë.

Fotosinteza

Fotosinteza- procesi i sintezës së substancave organike duke përdorur energjinë e dritës. Organizmat që janë të aftë të sintetizojnë substanca organike nga komponimet inorganike quhen autotrofike. Fotosinteza është karakteristike vetëm për qelizat e organizmave autotrofikë. Organizmat heterotrofikë nuk janë në gjendje të sintetizojnë substanca organike nga komponimet inorganike.
Qelizat e bimëve jeshile dhe disa baktereve kanë struktura të veçanta dhe komplekse kimikatesh që u lejojnë atyre të kapin energji nga rrezet e diellit.

Roli i kloroplasteve në fotosintezë

Qelizat bimore përmbajnë formacione mikroskopike - kloroplaste. Këto janë organele në të cilat energjia dhe drita absorbohen dhe shndërrohen në energjinë e ATP dhe molekulave të tjera - bartës të energjisë. Grana e kloroplasteve përmban klorofil, një substancë organike komplekse. Klorofili kap energjinë e dritës për t'u përdorur në biosintezën e glukozës dhe substancave të tjera organike. Në kloroplaste gjenden edhe enzimat e nevojshme për sintezën e glukozës.

Faza e lehtë e fotosintezës

Një sasi e dritës së kuqe të zhytur nga klorofili e transferon elektronin në një gjendje të ngacmuar. Një elektron i ngacmuar nga drita fiton një furnizim të madh energjie, si rezultat i së cilës lëviz në një nivel më të lartë energjie. Një elektron i ngacmuar nga drita mund të krahasohet me një gur të ngritur në një lartësi, i cili gjithashtu fiton energji potenciale. Ai e humb atë, duke rënë nga një lartësi. Elektroni i ngacmuar, sikur me hapa, lëviz përgjatë një zinxhiri të përbërjeve organike komplekse të ndërtuara në kloroplast. Duke lëvizur nga një hap në tjetrin, elektroni humbet energjinë, e cila përdoret për sintezën e ATP. Elektroni që harxhoi energji kthehet në klorofil. Një pjesë e re e energjisë së dritës përsëri ngacmon elektronin e klorofilit. Ai përsëri ndjek të njëjtën rrugë, duke shpenzuar energji në formimin e molekulave të ATP.
Jonet e hidrogjenit dhe elektronet, të nevojshme për restaurimin e molekulave që mbartin energji, formohen nga ndarja e molekulave të ujit. Zbërthimi i molekulave të ujit në kloroplaste kryhet nga një proteinë e veçantë nën ndikimin e dritës. Ky proces quhet fotoliza e ujit.
Kështu, energjia e dritës së diellit përdoret drejtpërdrejt nga qeliza bimore për:
1. ngacmimi i elektroneve të klorofilit, energjia e të cilave shpenzohet më tej në formimin e ATP dhe molekulave të tjera bartëse të energjisë;
2. fotoliza e ujit, duke furnizuar jonet e hidrogjenit dhe elektronet në fazën e lehtë të fotosintezës.
Kjo çliron oksigjenin si një nënprodukt i reaksioneve të fotolizës.

Faza gjatë së cilës, për shkak të energjisë së dritës, formohen komponime të pasura me energji - ATP dhe molekulat që mbartin energji, thirrur Faza e lehtë e fotosintezës.

Faza e errët e fotosintezës

Kloroplastet përmbajnë sheqerna me pesë karbon, njëri prej të cilëve ribuloz difosfat, është një pranues i dioksidit të karbonit. Një enzimë e veçantë lidh sheqerin me pesë karbon me dioksidin e karbonit në ajër. Në këtë rast, formohen komponime që, duke përdorur energjinë e ATP dhe molekulave të tjera bartëse të energjisë, reduktohen në një molekulë glukoze me gjashtë karbon.

Kështu, energjia e dritës e konvertuar gjatë fazës së dritës në energjinë e ATP dhe molekulave të tjera bartëse të energjisë përdoret për sintezën e glukozës.

Këto procese mund të ndodhin në errësirë.
Ishte e mundur të izoloheshin kloroplastet nga qelizat bimore, të cilat në një epruvetë, nën ndikimin e dritës, kryenin fotosintezën - ata formuan molekula të reja glukoze dhe thithën dioksid karboni. Nëse ndalohej ndriçimi i kloroplasteve, ndalohej edhe sinteza e glukozës. Megjithatë, nëse ATP-ja dhe molekulat e bartësve të energjisë të reduktuara u shtoheshin kloroplasteve, atëherë sinteza e glukozës rifillonte dhe mund të vazhdonte në errësirë. Kjo do të thotë se drita në të vërtetë nevojitet vetëm për të sintetizuar ATP dhe për të ngarkuar molekulat që mbartin energji. Thithja e dioksidit të karbonit dhe formimi i glukozës në bimë thirrur Faza e errët e fotosintezës sepse ajo mund të ecë në errësirë.
Ndriçimi intensiv dhe rritja e përmbajtjes së dioksidit të karbonit në ajër çojnë në rritjen e aktivitetit të fotosintezës.

Shënime të tjera mbi biologjinë

Artikuj më interesantë: