Back to the topics list

фотосинтез

Всем живым существам для жизни нужна энергия. Эту энергию они берут из еды. Но видели ли вы когда-нибудь, чтобы растения питались пищей? Тогда как они получают энергию? Растения получают энергию посредством процесса, называемого фотосинтезом, который позволяет им производить пищу. Читайте дальше, чтобы узнать больше об этой интересной теме.

Цели обучения

На этом уроке мы узнаем о следующем

1. Определение фотосинтеза
2. Химические реакции, происходящие при фотосинтезе
3. Этапы процесса фотосинтеза, которые позволяют фототрофам производить пищу.
4. Две основные стадии фотосинтеза – световая реакция и темновая реакция.
5. Четыре различных типа пигментов, участвующих в фотосинтезе

Фотосинтез — это процесс, посредством которого фототрофы преобразуют энергию света в химическую энергию, которая используется для поддержания клеточной активности. Он поглощает хлоропласты через такие пигменты, как хлорофилл а, хлорофилл b, каротин и ксантофилл.

Все зеленые растения и некоторые другие автотрофные организмы полагаются на фотосинтез, используя углекислый газ, воду и солнечный свет для синтеза питательных веществ. Кислород является побочным продуктом фотосинтеза.

Подобно зеленым растениям, фотосинтез осуществляют и некоторые другие организмы. К ним относятся прокариоты, такие как пурпурные бактерии, цианобактерии и зеленые серобактерии.

Реакцию фотосинтеза можно представить как:

Углекислый газ + Вода ========= Глюкоза + Кислород

(Солнечный лучик)

Важность фотосинтеза

Фотосинтез необходим для существования всей жизни на Земле. Он играет важную роль в пищевой цепи. Это позволяет растениям таким образом создавать себе пищу, превращая их в первичных производителей.

Фотосинтез также выделяет кислород в атмосферу. Кислород необходим большинству организмов для выживания.

Сайт фотосинтеза

Фотосинтез происходит в хлоропластах растений и сине-зеленых водорослей. Все зеленые части растения, включая зеленые стебли, зеленые листья и чашелистики, содержат хлоропласты.

Хлоропласты присутствуют только в клетках растений и расположены в клетках мезофилла листьев.

Уравнение фотосинтеза

При фотосинтезе углекислый газ и вода реагируют с образованием двух продуктов: кислорода и глюкозы. Это эндотермическая реакция.

6СО ₂ + 6Н ₂ О = С ₆ Н ₁₂ О ₆ + 6О ₂

В отличие от растений, не все бактерии производят кислород как побочный продукт фотосинтеза. Бактерии, которые не производят кислород как побочный продукт фотосинтеза, называются аноксигенными фотосинтезирующими бактериями. Бактерии, которые производят кислород в качестве побочного продукта фотосинтеза, называются оксигенными фотосинтезирующими бактериями.

Фотосинтетические пигменты

В листьях присутствуют четыре различных типа пигментов:

1. Хлорофилл а
2. Хлорофилл б
3. Ксантофиллы
4. Каротиноиды

Этапы процесса

На клеточном уровне процесс фотосинтеза происходит в клеточных органеллах, называемых хлоропластами. Эти органеллы содержат пигмент зеленого цвета, называемый хлорофиллом, который отвечает за характерную зеленую окраску листьев.

Структурно лист состоит из черешка, эпидермиса и пластинки. Пластинка используется для поглощения солнечного света и углекислого газа во время фотосинтеза.

• В процессе фотосинтеза углекислый газ поступает через устьица, вода поглощается корневыми волосками из почвы и по сосудам ксилемы переносится к листьям. Хлорофилл поглощает световую энергию Солнца, расщепляя молекулы воды на водород и кислород.
• Водород из молекул воды и углекислый газ, поглощенный из воздуха, используется в производстве глюкозы. Кроме того, кислород выбрасывается в атмосферу через листья в виде отходов.
• Глюкоза является источником питания для растений, который обеспечивает энергию для роста и развития, а остальная часть запасается в корнях, листьях и плодах для дальнейшего использования.
• Пигменты являются другими основными клеточными компонентами фотосинтеза. Это молекулы, которые придают цвет, поглощают свет определенной длины волны и отражают непоглощенный свет. Все зеленые растения содержат в основном хлорофилл а, хлорофилл b и каротиноиды, которые присутствуют в тилакоидах хлоропластов. В основном он используется для улавливания световой энергии. Хлорофилл-а является основным пигментом.

Две стадии фотосинтеза

Процесс фотосинтеза происходит в два этапа:

• Светозависимая реакция или световая реакция
• Светлая независимая реакция или темновая реакция

Световая реакция фотосинтеза или светозависимая реакция

• Фотосинтез начинается со световой реакции. Проводится только днем ​​при наличии солнечного света. У растений световая реакция протекает в тилакоидных мембранах хлоропластов.
• Внутри тилакоидных мембран есть мешкообразные структуры, называемые Гранами, которые собирают свет.
• Световая энергия преобразуется в АТФ и НАДФН, которые используются во второй фазе фотосинтеза. Используется вода и выделяется кислород.

Химическое уравнение световой реакции фотосинтеза можно свести к:

2H ₂ O + 2НАДФ + 3АДФ + 3Пи = О ₂ + 2НАДФ + 3АТФ

Темновая реакция фотосинтеза или светонезависимая реакция

• Это также называется реакцией фиксации углерода.
• Это светонезависимый процесс, в котором молекулы сахара образуются из молекул воды и углекислого газа.
• Темновая реакция происходит в строме хлоропластов, где они используют НАДФН и АТФ продукты световой реакции.
• Растения улавливают углекислый газ из атмосферы через устьица и переходят к циклу Кальвина.
• В цикле Кальвина АТФ и НАДФН, образующиеся в ходе световой реакции, запускают реакцию и превращают шесть молекул углекислого газа в одну молекулу сахара или глюкозу.

Химическое уравнение темновой реакции:

3CO ₂ + 6НАДФН + 5Н ₂ О + 9АТФ = G3P + 2H + 6НАДФ + 9АДФ +8Пи

(Где G3P представляет собой глицеральдегид-3-фосфат)