Fotosinteza plantelor joacă un rol important în respirația organismelor vii, fluxul de procese de oxidare în natură neînsuflețită, datorită faptului că există o reumplere constantă a oxigenului în atmosferă.
Ce este fotosinteza?
Fotosinteza - procesul de sinteză a compușilor organici din dioxid de carbon (CO2) și apă (H2O) utilizând energia luminoasă și cu participarea pigmenților fotosintetici (clorofila din plante, clorofilă și bacteriorodopsină bacterioclorofilă în bacterii).
Acest proces foarte complex poate fi simplificat ca o reacție a formării de glucoză din dioxid de carbon și apă cu eliberarea de oxigen.
Formula fotosintetică are forma: 6CO2 + 6H2O = C6H12O6 + 602
Plantele superioare, unele alge și bacterii și protozoare, cunoscute împreună ca fototrofe, sunt capabile de fotosinteză.
Reacția fotosintetică are loc în organele celulare, cum ar fi cloroplastele. Datorită structurii perfecte a aparatului fotosintetic de plante verzi, este asigurată o înaltă eficiență a fotosintezei. În celulele de frunze verzi de plante conține o medie de 20 la 100 de cloroplaste, fiecare dintre acestea fiind o structură separată cu două membrane. Uneori, cloroplastele sunt observate în celulele de tulpini și fructe, dar principalul organ al fotosintezei este frunza verde a plantei, datorită particularităților structurii sale. Componenta structurală a cloroplastelor este clorofila, un pigment verde care are capacitatea de a absorbi lumina. De asemenea, în cloroplaste există structuri precum ADN, ARN (purtători de informații ereditare) și ribozomi, care efectuează sinteza proteinelor. În celulele majorității algelor, sistemul fotosintetic este cromatophorele, care sunt organele intracelulare speciale, și în celulele bacteriilor fotosintetice - thylakoidele care conțin bacterioclorofilă. O condiție necesară pentru fotosinteză este prezența luminii, a apei și a dioxidului de carbon.
Fotosinteza plantelor are două etape succesive. Prima etapă se numește lumină (fotochimică). În acest stadiu, energia luminoasă este transformată în energie chimică pentru conexiunile compușilor cu energie ridicată și, de asemenea, într-un reducător universal. În cea de-a doua etapă, care se numește întuneric (metabolic), energia chimică rezultată și reductorul universal trec printr-un ciclu de fixare și refacere a dioxidului de carbon, rezultând formarea de carbohidrați. Mecanismul fotosintezei separă etapele luminoase și întunecate nu numai în timp, ci și în spațiu. Stadiul de lumină trece în membrane speciale de transformare a energiei thylakoide, în timp ce reacțiile întunecate trec fie în stratul cloroplastului, fie în citoplasmă.
În procesul de fotosinteză intensitate influențează compoziția spectrală și intensitatea, temperatura, plante ușoare de tratare a apei și a nutriției minerale, concentrația de CO2 și O2, precum și alți factori de mediu.
O contribuție importantă la studiul rolului luminii și al clorofilei în procesul de fotosinteză a fost făcută de omul de știință rus KA Timiryazev. Potrivit lui, plantele verzi joacă un rol cosmic datorită faptului că sunt capabile să absoarbă energia solară. Această energie, acumulată în substanțe organice, este folosită de toate organismele vii ale planetei noastre.
Importanța fotosintezei în natură
- Fotosinteza este singurul proces din biosferă, ceea ce duce la o creștere a energiei sale libere din cauza unei surse externe.
- Anual, ca rezultat al fotosintezei, 150 de miliarde de tone de materie organică se formează pe Pământ și circa 200 de milioane de tone de oxigen liber sunt eliberate.
- Ciclul de oxigen, carbon și alte elemente implicate în fotosinteză sprijină compoziția modernă a atmosferei necesare pentru viața pe Pământ. Fotosinteza inhibă creșterea concentrației de CO2, prevenind supraîncălzirea Pământului datorită așa-numitului "efect de seră".
