Маълумот

7.8: Шарҳи фотосинтез - биология

7.8: Шарҳи фотосинтез - биология


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Ҳадафҳои таълимӣ

Ҷараёни фотосинтезро ҷамъбаст кунед

Ҳама организмҳои зинда дар рӯи замин аз як ё якчанд ҳуҷайра иборатанд. Ҳар як ҳуҷайра бо энергияи кимиёвӣ кор мекунад, ки асосан дар молекулаҳои карбогидратҳо (ғизо) мавҷуд аст ва аксарияти ин молекулаҳо бо як раванд тавлид мешаванд: фотосинтез. Тавассути фотосинтез, организмҳои муайян энергияи офтобро (нури офтоб) ба энергияи кимиёвӣ табдил медиҳанд, ки он гоҳ барои сохтани молекулаҳои карбогидрат истифода мешавад. Энергияе, ки барои нигоҳ доштани ин молекулаҳо истифода мешавад, ҳангоми шикастани организм хориҷ мешавад. Сипас ҳуҷайраҳо ин энергияро барои иҷрои кор, ба монанди нафаскашии ҳуҷайра истифода мебаранд.

Энергияе, ки аз фотосинтез истифода мешавад, пайваста ба экосистемаҳои сайёраи мо ворид мешавад ва аз як организм ба организми дигар мегузарад. Аз ин рӯ, бевосита ё бавосита, раванди фотосинтез қисми зиёди энергияро барои мавҷудоти зинда дар рӯи замин таъмин мекунад.

Фотосинтез инчунин боиси ба атмосфера баровардани оксиген мегардад. Хулоса, барои хӯрдан ва нафаскашӣ, одамон қариб пурра ба организмҳое вобастаанд, ки фотосинтезро анҷом медиҳанд.

Вобастагии офтобӣ ва истеҳсоли ғизо

Баъзе организмҳо метавонанд фотосинтезро иҷро кунанд, дар ҳоле ки дигарон наметавонанд. Автотроф организмест, ки метавонад ғизои худро истеҳсол кунад. Решаҳои юнонии калима автотроф маънои "худ" (худкор) "Таъомдиҳанда" (троф). Растаниҳо автотрофҳои маъруф мебошанд, аммо дигарон, аз ҷумла намудҳои муайяни бактерияҳо ва алгҳо мавҷуданд (Расми 1). Алгҳои уқёнусӣ ба занҷирҳои ҷаҳонии ғизо миқдори зиёди ғизо ва оксигенро ворид мекунанд. Растаниҳо инчунин фотоавтотрофҳо мебошанд, як намуди автотроф, ки нури офтоб ва карбон аз гази карбонро барои синтез кардани энергияи химиявӣ дар шакли карбогидратҳо истифода мебаранд. Ҳама организмҳое, ки фотосинтезро анҷом медиҳанд, нури офтобро талаб мекунанд.

Гетеротрофҳо организмҳое мебошанд, ки ба фотосинтез қодир нестанд ва аз ин рӯ бояд тавассути истеъмоли организмҳои дигар энергия ва карбонро аз ғизо ба даст оранд. Решаҳои юнонии калима гетеротроф маънои "дигар" (гетеро) "Таъомдиҳанда" (троф), маънои онро дорад, ки ғизои онҳо аз дигар организмҳо меояд. Ҳатто агар организмҳои ғизоӣ ҳайвони дигар бошанд ҳам, ин ғизо пайдоиши худро аз автотрофҳо ва ҷараёни фотосинтез бозмедорад. Одамон мисли ҳама ҳайвонот гетеротроф мебошанд. Гетеротрофҳо мустақим ё бавосита аз автотрофҳо вобастаанд. Оҳу ва гургон гетеротрофҳо мебошанд. Оху аз хӯрдани растаниҳо энергия ба даст меорад. Гурге, ки охуи мехӯрад, энергияе ба даст меорад, ки аслан аз растаниҳои хӯрдашудаи ин оҳу пайдо шудааст. Энергия дар растанӣ аз фотосинтез ба вуҷуд омадааст ва аз ин рӯ, он ягона автотроф дар ин мисол аст (Расми 2). Бо истифода аз ин мулоҳиза, ҳама хӯрокҳои хӯрдаи одамон инчунин ба автотрофҳо, ки фотосинтезро анҷом медиҳанд, пайванданд.

Фотосинтез як раванди бисёрқадам аст, ки нури офтоб, гази карбон (ки энергияи кам дорад) ва обро ҳамчун субстрат талаб мекунад (расми 3). Пас аз анҷом ёфтани раванд, оксигенро ҷудо мекунад ва гликералдегид-3-фосфат (GA3P), молекулаҳои оддии карбогидратҳо (ки энергияашон зиёд аст) истеҳсол мекунад, ки баъдан онҳоро метавон ба глюкоза, сахароза ё дигар даҳҳо молекулаҳои шакар табдил дод. Ин молекулаҳои шакар дорои энергия ва карбонест, ки барои зинда мондани ҳама мавҷудоти зинда ниёз доранд.

Дар зер муодилаи кимиёвии фотосинтез оварда шудааст (расми 4):

Гарчанде ки муодила оддӣ ба назар мерасад, қадамҳои зиёде, ки ҳангоми фотосинтез сурат мегиранд, воқеан хеле мураккабанд. Пеш аз омӯхтани ҷузъиёти он ки чӣ тавр фотоавтотрофҳо нури офтобро ба ғизо табдил медиҳанд, шинос шудан бо сохторҳои ҷалбшуда муҳим аст.

Дар растаниҳо, фотосинтез одатан дар баргҳо сурат мегирад, ки аз якчанд қабатҳои ҳуҷайраҳо иборатанд. Раванди фотосинтез дар қабати миёна бо номи " мезофилл. Мубодилаи гази гази карбон ва оксиген тавассути сӯрохиҳои танзимшавандаи хурде ба амал меояд устухонҳо (якгона: стома), ки дар танзими мубодилаи газ ва тавозуни об низ нақш доранд. Стомаҳо одатан дар поёни барг ҷойгиранд, ки барои кам кардани талафоти об мусоидат мекунанд. Ҳар як стома дар паҳлӯи ҳуҷайраҳои муҳофизаткунанда ҷойгир аст, ки кушодан ва пӯшидани стоматаро бо дабдабанокӣ ё коҳишёбӣ дар ҷавоб ба тағироти осмотикӣ танзим мекунанд.

Дар ҳама эукариотҳои автотрофӣ фотосинтез дар дохили органелл, ки а номида мешавад, сурат мегирад хлоропласт. Барои растаниҳо дар мезофилл ҳуҷайраҳои хлоропласт мавҷуданд. Хлоропластҳо лифофаи дукаратаи мембрана доранд (аз мембранаи берунӣ ва дарунӣ иборатанд). Дар дохили хлоропласт структураҳои ба ҳам часпонидашудаи дискдор мавҷуданд, ки онҳоро меноманд тилакоидҳо. Дар мембранаи тилакоид хлорофилл ҷойгир шудааст, а пигмент (молекулае, ки рӯшноиро ҷабб мекунад) барои таъсири мутақобилаи ибтидоии байни нур ва маводи растанӣ ва сафедаҳои сершумор, ки занҷири интиқоли электронҳоро ташкил медиҳанд, масъул аст. Мембранаи тилакоид як фазои дохилиро иҳота мекунад, ки онро люмени тилакоид. Тавре ки дар расми 5 нишон дода шудааст, стеки тиракоидҳоро а меноманд гранум, ва фазои пур аз моеъ дар атрофи гранум номида мешавад строма ё «бистар» (бо стома ё «даҳон», кушодашавии эпидермиси барг омехта накунед).

Саволи амалӣ

Дар рӯзи гарм ва хушк, растаниҳо стоматаи худро мепӯшанд, то обро сарфа кунанд. Ин ба фотосинтез чӣ таъсир мерасонад?

[қатори майдони амал = ”2 ″] [/майдони амал]
[reveal-answer q=”173275″]Ҷавобро нишон диҳед[/reveal-answer]
[пинҳон-посух a = ”173275 ″] Сатҳи гази карбон (як субстрати фотосинтетикӣ) фавран паст мешавад. Дар натиҷа, суръати фотосинтез манъ карда мешавад. [/Hidden-answer]

Ду қисми фотосинтез

Фотосинтез дар ду марҳилаи пайдарпай сурат мегирад: реаксияҳои вобаста ба рӯшноӣ ва реаксияҳои мустақили рӯшноӣ. Дар реаксияҳои вобаста ба рӯшноӣ, энергия аз нури офтоб аз ҷониби хлорофилл ҷаббида мешавад ва он энергия ба энергияи захирашудаи химиявӣ табдил меёбад. Дар аксуламалҳои мустақили нур, энергияи кимиёвӣ, ки ҳангоми реаксияҳои вобаста ба рӯшноӣ ҷамъоварӣ мешавад, ҷамъшавии молекулаҳои шакарро аз гази карбон ба вуҷуд меорад. Аз ин рӯ, гарчанде ки реаксияҳои мустақили рӯшноӣ рӯшноиро ҳамчун реактив истифода намебаранд, онҳо барои кор кардан маҳсулоти реаксияҳои аз рӯшноӣ вобастаро талаб мекунанд. Илова бар ин, якчанд ферментҳои реаксияҳои мустақили рӯшноӣ тавассути нур фаъол мешаванд. Реаксияҳои аз рӯшноӣ вобаста барои муваққатан нигоҳ доштани энергия молекулаҳои муайянро истифода мебаранд: Инҳоро интиқолдиҳандагони энергия меноманд. Барандагони энергияе, ки энергияро аз реаксияҳои аз рӯшноӣ вобаста ба реаксияҳои мустақили рӯшноӣ интиқол медиҳанд, метавон «пур» ҳисобид, зеро онҳо аз энергия бой мебошанд. Пас аз озод шудани энергия интиқолдиҳандагони "холӣ" ба реаксияи вобаста ба рӯшноӣ бармегарданд, то энергияи бештар ба даст оранд. Дар расми 6 ҷузъҳои дохили хлоропласт тасвир шудааст, ки дар он реаксияҳои аз рӯшноӣ вобаста ва аз рӯшноӣ мустақил ба амал меоянд.

Кӯшиш кун

Дӯконҳои асосии хӯрокворӣ дар Иёлоти Муттаҳида ба шӯъбаҳо, аз қабили шир, гӯшт, маҳсулот, нон, ғалладона ва ғайра ташкил карда шудаанд. Ҳар як гузаргоҳ (Расми 7) дорои садҳо, ҳатто ҳазорҳо маҳсулоти гуногунро барои харидорӣ ва истеъмоли муштариён дорад.

Гарчанде ки навъҳои зиёд вуҷуд доранд, ҳар як ҷузъ ба фотосинтез бармегардад. Гӯшт ва шир алоқаманд аст, зеро ба ҳайвонот ғизои растанӣ дода мешуд. Нонҳо, ғалладонагиҳо ва макаронҳо асосан аз донаҳои крахмалӣ, ки тухми растаниҳои вобаста ба фотосинтез мебошанд, меоянд. Дар бораи шириниҳо ва нӯшокиҳо чӣ гуфтан мумкин аст? Дар ҳамаи ин маҳсулот шакар мавҷуд аст - сахароза маҳсулоти растанӣ, дисахарид, молекулаи карбогидрат аст, ки бевосита аз фотосинтез сохта шудааст. Гузашта аз ин, бисёр ашёҳо аз растаниҳо камтар возеҳанд: масалан, маҳсулоти коғазӣ одатан маҳсулоти растанӣ мебошанд ва бисёр пластикҳо (ҳамчун маҳсулот ва бастабандӣ фаровон) метавонанд аз алафҳо ё равған, боқимондаҳои сангшудаи организмҳои фотосинтетикӣ ба даст оварда шаванд. Тақрибан ҳар як ҳанут ва мазза дар растаи ҳанут аз ҷониби растанӣ ҳамчун барг, реша, пӯст, гул, мева ё поя истеҳсол карда мешуд. Дар ниҳоят, фотосинтез ба ҳар хӯрок ва ҳар хӯроке, ки инсон истеъмол мекунад, пайваст мешавад.

Ҳадафҳои таълимӣ

Раванди фотосинтез ҳаётро дар рӯи замин дигаргун сохт. Бо истифода бурдани энергия аз офтоб, фотосинтез ба вуҷуд омада, имкон дод, ки мавҷудоти зинда ба миқдори зиёди энергия дастрасӣ пайдо кунанд. Аз сабаби фотосинтез, мавҷудоти зинда ба энергияи кофӣ дастрасӣ пайдо карданд, ки ба онҳо имкон дод, ки сохторҳои нав созанд ва ба гуногунии биологии имрӯза ноил шаванд.

Танҳо организмҳои муайян, ки фотоавтотрофҳо номида мешаванд, метавонанд фотосинтезро иҷро кунанд; онҳо ҳузури хлорофилл, пигменти махсусро талаб мекунанд, ки қисмҳои муайяни спектри намоёнро аз худ мекунанд ва метавонанд аз нури офтоб энергия гиранд. Фотосинтез гази карбон ва обро барои ҷамъ кардани молекулаҳои карбогидрат ва оксигенро ҳамчун маҳсулоти партов ба атмосфера истифода мебарад. Автотрофҳои эукариотӣ, аз қабили растаниҳо ва замбурҳо, органеллҳое доранд, ки хлоропласт номида мешаванд, ки дар онҳо фотосинтез сурат мегирад ва крахмал ҷамъ мешавад. Дар прокариотҳо, ба монанди цианобактерияҳо, раванд камтар локализатсия карда мешавад ва дар дохили мембранаҳои қатшуда, васеъшавии мембранаи плазма ва дар ситоплазма ба амал меояд.


Тафсири фотосинтез

Ҳама организмҳои зинда дар рӯи замин аз як ё якчанд ҳуҷайра иборатанд. Ҳар як ҳуҷайра аз энергияи химиявӣ, ки асосан дар молекулаҳои карбогидратҳо (хӯрок) мавҷуд аст, кор мекунад ва аксарияти ин молекулаҳо тавассути як раванд тавлид мешаванд: фотосинтез. Тавассути фотосинтез, организмҳои муайян энергияи офтобро (нури офтоб) ба энергияи кимиёвӣ табдил медиҳанд, ки он гоҳ барои сохтани молекулаҳои карбогидрат истифода мешавад. Энергияе, ки барои нигоҳ доштани ин молекулаҳо истифода мешавад, ҳангоми шикастани ғизо хориҷ мешавад. Сипас ҳуҷайраҳо ин энергияро барои иҷрои кор, ба монанди нафаскашии ҳуҷайра истифода мебаранд.

Энергияе, ки аз фотосинтез истифода мешавад, пайваста ба экосистемаҳои сайёраи мо ворид мешавад ва аз як организм ба организми дигар мегузарад. Аз ин рӯ, бевосита ё бавосита, раванди фотосинтез қисми зиёди энергияро барои мавҷудоти зинда дар рӯи замин таъмин мекунад.

Фотосинтез инчунин боиси ба атмосфера баровардани оксиген мегардад. Хулоса, одамон барои хӯрдан ва нафаскашӣ қариб пурра ба организмҳои фотосинтез вобастаанд.

Барои гирифтани маълумоти бештар дар бораи фотосинтез истиноди зеринро клик кунед.


Тафсири фотосинтез

Фотосинтез барои тамоми мавҷудоти рӯи замин муҳим аст, ҳам растаниҳо ва ҳам ҳайвонот аз он вобастаанд. Ин ягона раванди биологӣ мебошад, ки метавонад энергияро, ки аз нури офтоб сарчашма мегирад ва онро ба пайвастагиҳои химиявӣ (карбогидратҳо) табдил медиҳад, ки ҳар як организм барои тақвияти мубодилаи моддаҳояш истифода мебарад. Он инчунин манбаи оксигенест, ки барои бисёр организмҳои зинда зарур аст. Хулоса, энергияи нури офтоб барои ба даст овардани электронҳо "гирифта мешавад", ки энергияи онҳо баъдан дар пайвандҳои ковалентии молекулаҳои шакар нигоҳ дошта мешавад. Ин пайвандҳои ковалентӣ то чӣ андоза дарозмуддат ва устуворанд? Энергияе, ки имрӯз ҳангоми сӯхтани ангишт ва маҳсулоти нафтӣ ба даст оварда мешавад, энергияи нури офтобро ифода мекунад, ки тавассути фотосинтез 350 то 200 миллион сол пеш дар давраи Карбон гирифта ва захира карда шудааст.

Растаниҳо, алафҳо ва гурӯҳи бактерияҳо бо номи сианобактерияҳо ягона организмҳое ҳастанд, ки қодиранд фотосинтез кунанд (Расм). Азбаски онҳо барои истеҳсоли хӯроки худ нурро истифода мебаранд, онҳо номида мешаванд фотоавтотрофхо (аслан, "худтанзимкунандагон бо истифода аз нур"). Организмҳои дигар, ба монанди ҳайвонот, занбӯруғҳо ва аксари бактерияҳои дигар, номида мешаванд гетеротрофҳо («дигар ғизодиҳандаҳо»), зеро онҳо бояд барои эҳтиёҷоти энергетикии худ ба қандҳое, ки организмҳои фотосинтетикӣ истеҳсол мекунанд, такя кунанд. Гурӯҳи саввуми хеле ҷолиб аз бактерияҳо қандҳоро на бо истифода аз энергияи нури офтоб, балки бо истихроҷи энергия аз пайвастагиҳои кимиёвии ғайриорганикӣ синтез мекунанд. Аз ин сабаб, онҳо ҳамчун номида мешаванд химияавотрофҳо.

Фотоавтотрофҳо, аз ҷумла (а) растаниҳо, (б) алафҳо ва (в) цианобактерияҳо пайвастагиҳои органикии худро тавассути фотосинтез бо истифода аз нури офтоб ҳамчун манбаи энергия синтез мекунанд. Цианобактерияҳо ва замбурҳои планктоникӣ метавонанд дар масоҳати азими об афзоиш ёбанд ва баъзан рӯи онро пурра пӯшонанд. Дар як (г) чуқури баҳр, химоавтотрофҳо, ба монанди ин (e) бактерияҳои термофилӣ, энергияро аз пайвастагиҳои ғайриорганикӣ гирифта, пайвастагиҳои органикӣ ҳосил мекунанд. Экосистемаи гирду атрофи ҳавзҳо як қатор ҳайвоноти гуногун дорад, ба монанди кирмҳо, харчангҳо ва ҳаштпоҳо, ки аз бактерияҳо энергия мегиранд. (кредит a: тағир додани кори Стив Ҳилбранданд, Кредити Хадамоти Моҳӣ ва Ҳайвоноти В б): тағир додани кор бо "эвтрофикатсия ва амфипоксия"/Кредити Flickr в: тағир додани кор аз рӯи кредити NASA г: Донишгоҳи Вашингтон, кредити NOAA e: тағир додани кор аз ҷониби Марк Аменд, Маркази тадқиқотии зериобии соҳили Ғарб ва минтақаҳои қутбӣ, UAF, NOAA)

Муҳимияти фотосинтез на танҳо дар он аст, ки он метавонад энергияи нури офтобро ба даст орад. Дар ниҳоят, калтакалосе, ки дар рӯзи хунук офтоб мехӯрад, метавонад энергияи офтобро барои гарм кардан дар ин раванд истифода барад терморегуляцияи рафтор. Баръакси ин, фотосинтез ҳаётан муҳим аст, зеро он ҳамчун роҳи пешрафт ба вуҷуд омадааст энергияро аз радиатсияи офтобӣ (қисми "фото") то энергия дар пайвандҳои карбон-карбонҳои молекулаҳои карбогидратҳо (қисмати "-синтез") захира мекунанд. Он карбогидратҳо манбаи энергия мебошанд, ки гетеротрофҳо барои тавлиди синтези ATP тавассути нафаскашӣ истифода мебаранд. Аз ин рӯ, фотосинтез 99 фоизи экосистемаҳои Заминро таъмин мекунад. Вақте ки як даррандаи боло, ба монанди гург, охуи даррандаро мехӯрад (расм), гург дар охири роҳи энергетикӣ қарор дорад, ки аз реаксияҳои атомӣ дар сатҳи офтоб, ба нури намоён, ба фотосинтез, ба наботот, ба охуи ва нихоят ба гург.

Энергияе, ки дар молекулаҳои карбогидрат аз фотосинтез нигоҳ дошта мешавад, аз занҷири ғизо мегузарад. Даррандае, ки ин охуиҳоро мехӯрад, як қисми энергияро мегирад, ки аз растании фотосинтетикӣ сарчашма гирифтааст. (кредит: тағир додани кор аз ҷониби Стив ВанРипер, Хадамоти моҳӣ ва ҳайвоноти ваҳшии ИМА)


Ду қисми фотосинтез

Фотосинтез дар ду марҳилаи пайдарпай сурат мегирад: реаксияҳои вобаста ба нур ва реаксияҳои мустақили рӯшноӣ. Дар реаксияҳои вобаста ба рӯшноӣ, энергияи нури офтоб аз ҷониби хлорофилл ҷаббида мешавад ва он энергия ба энергияи химиявии захирашуда табдил меёбад. Дар аксуламалҳои мустақили нур, энергияи кимиёвӣ, ки ҳангоми реаксияҳои вобаста ба рӯшноӣ ҷамъоварӣ мешавад, ҷамъшавии молекулаҳои шакарро аз гази карбон ба вуҷуд меорад. Аз ин рӯ, гарчанде ки реаксияҳои мустақили рӯшноӣ нурро ҳамчун реактив истифода намебаранд, онҳо барои кор кардан маҳсулоти реаксияҳои вобаста ба нурро талаб мекунанд. Илова бар ин, якчанд ферментҳои реаксияҳои мустақили рӯшноӣ тавассути нур фаъол мешаванд. Реаксияҳои аз рӯшноӣ вобаста барои муваққатан нигоҳ доштани энергия молекулаҳои муайянро истифода мебаранд: Инҳоро интиқолдиҳандагони энергия меноманд. Интиқолдиҳандагони энергияе, ки энергияро аз реаксияҳои аз рӯшноӣ вобаста ба реаксияҳои мустақили рӯшноӣ интиқол медиҳанд, метавон ҳамчун “пур” ҳисоб кард, зеро онҳо аз энергия бойанд. Пас аз баровардани энергия, интиқолдиҳандагони энергетикии “холӣ” ба реаксияи аз рӯшноӣ вобаста бармегарданд, то энергияи бештар ба даст оранд. Дар расми 4 ҷузъҳои дохили хлоропласт нишон дода шудааст, ки дар он реаксияҳои вобаста ба рӯшноӣ ва рӯшноӣ сурат мегиранд.

Расми 4. Фотосинтез дар ду марҳила сурат мегирад: реаксияҳои вобаста ба нур ва сикли Калвин. Реаксияҳои вобаста ба рӯшноӣ, ки дар мембранаи тилакоид ба амал меоянд, энергияи рӯшноиро барои тавлиди ATP ва NADPH истифода мебаранд. Давраи Калвин, ки дар строма ба амал меояд, энергияи аз ин пайвастагиҳо ҳосилшударо барои сохтани GA3P аз CO истифода мебарад2.

Фотосинтез дар мағозаи хӯрокворӣ

Расми 5. Ғизоҳое, ки одамон истеъмол мекунанд, аз фотосинтез сарчашма мегиранд. (қарз: Associação Brasileira de Supermercados)

Дӯконҳои асосии хӯрокворӣ дар Иёлоти Муттаҳида ба шӯъбаҳо, аз қабили шир, гӯшт, маҳсулот, нон, ғалладона ва ғайра ташкил карда шудаанд. Ҳар як гузаргоҳ (Расми 5) дорои садҳо, ҳатто ҳазорҳо маҳсулоти гуногун барои харидорӣ ва истеъмоли муштариён мебошад.

Гарчанде ки навъҳои зиёд вуҷуд доранд, ҳар як ҷузъ ба фотосинтез бармегардад. Гӯшт ва шир пайванданд, зеро ба ҳайвонот хӯроки растанӣ дода мешуд. Нонҳо, ғалладонагиҳо ва макаронҳо асосан аз донаҳои крахмалӣ, ки тухми растаниҳои вобаста ба фотосинтез мебошанд, меоянд. Дар бораи шириниҳо ва нӯшокиҳо чӣ гуфтан мумкин аст? Дар ҳамаи ин маҳсулот шакар мавҷуд аст - сахароза маҳсулоти растанӣ, дисахарид, молекулаи карбогидрат аст, ки бевосита аз фотосинтез сохта шудааст. Гузашта аз ин, бисёр ашёҳо аз растаниҳо камтар возеҳанд: масалан, маҳсулоти коғазӣ одатан маҳсулоти растанӣ мебошанд ва бисёр пластикҳо (ҳамчун маҳсулот ва бастабандӣ фаровон) метавонанд аз алафҳо ё равған, боқимондаҳои сангшудаи организмҳои фотосинтетикӣ ба даст оварда шаванд. Қариб ҳар як дору ва мазза дар раста тимро як растанӣ ҳамчун барг, реша, аккос, гул, мева ё поя истеҳсол кардааст. Дар ниҳоят, фотосинтез ба ҳар хӯрок ва ҳар хӯроке, ки инсон истеъмол мекунад, пайваст мешавад.

Хулоса: Баррасии фотосинтез

Раванди фотосинтез ҳаётро дар рӯи замин тағир дод. Бо истифода бурдани энергия аз офтоб, фотосинтез ба вуҷуд омада, имкон дод, ки мавҷудоти зинда ба миқдори зиёди энергия дастрасӣ пайдо кунанд. Ба туфайли фотосинтез, мавҷудоти зинда ба энергияи кофӣ дастрасӣ пайдо карданд, ки ба онҳо имкон дод сохторҳои нав созанд ва гуногунии биологии имрӯзаро ба даст оранд.

Танҳо организмҳои алоҳида, ки фотоавтотрофҳо номида мешаванд, метавонанд фотосинтезро иҷро кунанд, зеро онҳо ҳузури хлорофилл, пигменти махсусро талаб мекунанд, ки қисмҳои муайяни спектри намоёнро фурӯ мебаранд ва метавонанд аз нури офтоб энергия гиранд. Фотосинтез гази карбон ва обро барои ҷамъ кардани молекулаҳои карбогидрат ва оксигенро ҳамчун маҳсулоти партов ба атмосфера истифода мебарад. Автотрофҳои эукариотӣ, ба монанди растаниҳо ва алафҳо, органеллҳое доранд, ки хлоропласт ном доранд, ки дар онҳо фотосинтез сурат мегирад ва крахмал ҷамъ мешавад. Дар прокариотҳо, ба монанди цианобактерияҳо, раванд камтар локализатсия карда мешавад ва дар дохили мембранаҳои қатшуда, васеъшавии мембранаи плазма ва дар ситоплазма ба амал меояд.


Пайвастшавии санъат

Фотосинтез дар хлоропластҳо сурат мегирад, ки мембранаи берунӣ ва дарунӣ доранд. Истилоҳҳои тиракоидҳо бо номи грана қабати сеюми мембрана ташкил медиҳанд.

Дар рӯзи гарм ва хушк, растаниҳо стоматаи худро мепӯшанд, то обро сарфа кунанд. Ин ба фотосинтез чӣ таъсир мерасонад?


Биология 171


Равандҳои мубодилаи моддаҳо дар ҳама организмҳо - аз бактерияҳо то одамон - энергияро талаб мекунанд. Барои ба даст овардани ин энергия, бисёр организмҳо ба хӯрдани энергия, яъне тавассути хӯрдани организмҳои дигар дастрасӣ пайдо мекунанд. Аммо энергияи захирашуда дар ғизо аз куҷо сарчашма мегирад? Ҳамаи ин энергияро метавон ба фотосинтез пайгирӣ кард.

Ҳадафҳои таълимӣ

Дар охири ин бахш шумо метавонед корҳои зеринро иҷро кунед:

  • Аҳамияти фотосинтезро барои дигар организмҳои зинда фаҳмонед
  • Сохторҳои асосии фотосинтезро тавсиф кунед
  • Субстратҳо ва маҳсулоти фотосинтезро муайян кунед

Фотосинтез барои тамоми мавҷудоти рӯи замин муҳим аст, ҳам растаниҳо ва ҳам ҳайвонот аз он вобастаанд. Ин ягона раванди биологӣ мебошад, ки метавонад энергияро, ки аз нури офтоб сарчашма мегирад ва онро ба пайвастагиҳои химиявӣ (карбогидратҳо) табдил медиҳад, ки ҳар як организм барои тақвияти мубодилаи моддаҳояш истифода мебарад. Он инчунин манбаи оксигенест, ки барои бисёр организмҳои зинда зарур аст. Хулоса, энергияи нури офтоб барои ба даст овардани электронҳо "гирифта мешавад", ки энергияи онҳо баъдан дар пайвандҳои ковалентии молекулаҳои шакар нигоҳ дошта мешавад. Ин пайвандҳои ковалентӣ то чӣ андоза пойдор ва устувор ҳастанд? Энергияе, ки имрӯз ҳангоми сӯхтани ангишт ва маҳсулоти нафтӣ ба даст оварда мешавад, энергияи нури офтобро ифода мекунад, ки тавассути фотосинтез 350 то 200 миллион сол пеш дар давраи Карбон гирифта ва захира карда шудааст.

Растаниҳо, алафҳо ва як гурӯҳи бактерияҳо бо номи цианобактерияҳо ягона организмҳое мебошанд, ки қодиранд фотосинтезро иҷро кунанд ((Расм)). Азбаски онҳо барои истеҳсоли хӯроки худ нурро истифода мебаранд, онҳоро фотоавтотрофҳо меноманд. Организмҳои дигар, аз қабили ҳайвонот, занбӯруғҳо ва аксари бактерияҳои дигар, гетеротрофҳо номида мешаванд ("дигар ғизодиҳандаҳо"), зеро онҳо бояд барои эҳтиёҷоти энергетикии худ ба қандҳои аз ҷониби организмҳои фотосинтетикӣ тавлидшуда такя кунанд. Гурӯҳи саввуми хеле ҷолиб аз бактерияҳо қандҳоро на бо истифода аз энергияи нури офтоб, балки бо истихроҷи энергия аз пайвастагиҳои кимиёвии ғайриорганикӣ синтез мекунанд. Аз ин сабаб, онҳоро химоавтотрофҳо меноманд.


Аҳамияти фотосинтез на танҳо дар он аст, ки он метавонад энергияи нури офтобро гирад. Дар ниҳоят, калтакалосе, ки дар рӯзи хунук офтоб мехӯрад, метавонад энергияи офтобро барои гарм кардан дар ин раванд истифода барад терморегуляцияи рафтор. Баръакси ин, фотосинтез ҳаётан муҳим аст, зеро он ҳамчун роҳи пешрафт ба вуҷуд омадааст энергияро аз радиатсияи офтобӣ (қисми "фото") то энергия дар пайвандҳои карбон-карбонҳои молекулаҳои карбогидратҳо (қисмати "-синтез") захира мекунанд. Ин карбогидратҳо манбаи энергия мебошанд, ки гетеротрофҳо барои синтези ATP тавассути нафаскашӣ истифода мебаранд. Аз ин рӯ, фотосинтез 99 дарсади экосистемаҳои Заминро таъмин мекунад. Вақте ки як даррандаи боло, ба монанди гург, охуи худро мехӯрад ((расм)), гург дар охири роҳи энергетикӣ аст, ки аз реаксияҳои атомӣ дар сатҳи офтоб, ба нури намоён, ба фотосинтез, ба растанихо, ба охухо ва нихоят ба гург.


Сохторҳои асосӣ ва мухтасари фотосинтез

Фотосинтез як раванди бисёрзинагӣ аст, ки дарозии мушаххаси нури офтоб, гази карбон (ки энергияаш кам аст) ва обро ҳамчун субстрат талаб мекунад ((расм)). Пас аз ба итмом расидани раванд, оксигенро ҷудо мекунад ва глицералдегид-3-фосфат (GA3P) ва инчунин молекулаҳои оддии карбогидратҳо (дорои энергияи баланд) истеҳсол мекунад, ки баъдан онҳоро ба глюкоза, сахароза ё дигар даҳҳо молекулаҳои шакар табдил додан мумкин аст. Ин молекулаҳои шакар дорои энергия ва карбонест, ки барои зинда мондани ҳама мавҷудоти зинда ниёз доранд.


Дар зер муодилаи химиявии фотосинтез оварда шудааст ((Расм)):


Гарчанде ки муодила оддӣ ба назар мерасад, қадамҳои зиёде, ки ҳангоми фотосинтез ба амал меоянд, воқеан хеле мураккабанд. Пеш аз омӯхтани ҷузъиёти он, ки чӣ тавр фотоавтотрофҳо нури офтобро ба ғизо табдил медиҳанд, муҳим аст, ки бо сохторҳои алоқаманд шинос шавед.

Сохторҳои асосии фотосинтетикӣ

Дар растаниҳо, фотосинтез одатан дар баргҳо сурат мегирад, ки аз якчанд қабатҳои ҳуҷайраҳо иборатанд. Раванди фотосинтез дар қабати миёна бо номи мезофилл сурат мегирад. Мубодилаи гази гази карбон ва оксиген тавассути сӯрохиҳои хурди танзимшаванда, ки стома (сингулярӣ: стома) ном дорад, сурат мегирад, ки онҳо низ дар танзими мубодилаи газ ва тавозуни об нақш мебозанд. Стоматаҳо маъмулан дар поёни барг ҷойгиранд, ки барои кам кардани талафоти об аз ҳисоби ҳарорати баланд дар сатҳи болоии барг кӯмак мекунад. Ҳар як стома дар паҳлӯи ҳуҷайраҳои муҳофизаткунанда ҷойгир аст, ки кушодан ва пӯшидани стоматаро бо дабдабанокӣ ё коҳишёбӣ дар ҷавоб ба тағироти осмотикӣ танзим мекунанд.

Дар ҳама эукариотҳои автотрофӣ, фотосинтез дар дохили як органелл ба номи хлоропласт сурат мегирад. Барои растаниҳо, ҳуҷайраҳои дорои хлоропласт асосан дар мезофилл мавҷуданд. Хлоропластҳо лифофаи дуқабата доранд (аз мембранаи берунӣ ва мембранаи дарунӣ иборатанд) ва аз авлоди худ аз цианобактерияҳои қадимаи озод зиндагӣ мекарданд. Дар дохили хлоропласт структураҳои ба ҳам печонидашудаи диски шакли тилакоидҳо мавҷуданд. Дар мембранаи тиракоид хлорофилл ҷойгир аст, пигмент (молекулае, ки нурро аз худ мекунад), ки барои таъсири аввалаи байни нур ва маводи растанӣ ва сафедаҳои сершумор, ки занҷири интиқоли электронро ташкил медиҳанд, масъул аст. Мембранаи тиракоид фазои дохилиро бо номи люмени тилакоид иҳота мекунад. Тавре ки дар (расм) нишон дода шудааст, маҷмӯи тилакоидҳоро гранум меноманд ва фазои пур аз моеъи гирду атрофи гранумро строма ё “кат” меноманд (бо стома ё “даҳон”, кушодашавии эпидермиси барг омехта нашавад. ).


Дар рӯзи гарм ва хушк, ҳуҷайраҳои муҳофизати растаниҳо стоматаи худро мепӯшанд, то обро сарфа кунанд. Ин ба фотосинтез чӣ таъсир мерасонад?

Ду қисми фотосинтез

Фотосинтез дар ду марҳилаи пайдарпай сурат мегирад: реаксияҳои вобаста ба нур ва реаксияҳои мустақили рӯшноӣ. Дар реаксияҳои вобаста ба рӯшноӣ, энергия аз нури офтоб аз ҷониби хлорофилл ҷаббида мешавад ва он энергия ба энергияи захирашудаи химиявӣ табдил меёбад. Дар реаксияҳои мустақили рӯшноӣ, энергияи кимиёвӣ, ки ҳангоми реаксияҳои вобаста ба рӯшноӣ ҷамъоварӣ мешавад, ҷамъшавии молекулаҳои шакарро аз оксиди карбон ба вуҷуд меорад. Аз ин рӯ, гарчанде ки реаксияҳои мустақили рӯшноӣ нурро ҳамчун реактив истифода намебаранд, онҳо барои кор кардан маҳсулоти реаксияҳои вобаста ба нурро талаб мекунанд. Илова бар ин, якчанд ферментҳои реаксияҳои мустақили рӯшноӣ тавассути нур фаъол мешаванд. Реаксияҳои вобаста ба рӯшноӣ молекулаҳои муайянро барои муваққатан нигоҳ доштани энергия истифода мебаранд: Инҳо номида мешаванд интиқолдиҳандагони энергия. Барандагони энергияе, ки энергияро аз реаксияҳои аз рӯшноӣ вобаста ба реаксияҳои мустақили рӯшноӣ интиқол медиҳанд, метавон «пур» ҳисобид, зеро онҳо аз энергия бой мебошанд. Пас аз озод шудани энергия интиқолдиҳандагони "холӣ" ба реаксияи вобаста ба рӯшноӣ бармегарданд, то энергияи бештар ба даст оранд. (Расм) ҷузъҳои дохили хлоропластро нишон медиҳад, ки дар он реаксияҳои ба рӯшноӣ тобовар ва рӯшноӣ сурат мегиранд.


Дар бораи фотосинтез бо Intro to Photosynthesis маълумоти бештар гиред (веб саҳифа)

Фотосинтез дар мағозаи хӯрокворӣ


Дӯконҳои асосии хӯрокворӣ дар Иёлоти Муттаҳида ба шӯъбаҳо, аз қабили шир, гӯшт, маҳсулот, нон, ғалладона ва ғайра ташкил карда шудаанд. Ҳар як раста ((расм)) дорои садҳо, агар ҳазорҳо набошад, маҳсулоти мухталифро барои харидорон ва истеъмолкунандагон дар бар мегирад.

Гарчанде ки навъҳои зиёде мавҷуданд, ҳар як ашёро дар ниҳоят метавон бо фотосинтез пайваст кард. Гӯшт ва ширӣ алоқаманд аст, зеро ба ҳайвонот ғизои растанӣ дода мешуд. Нонҳо, ғалладонагиҳо ва макаронҳо асосан аз донаҳои крахмал, ки тухмии растаниҳои аз фотосинтез вобастаанд, ба вуҷуд меоянд. Дар бораи шириниҳо ва нӯшокиҳо чӣ гуфтан мумкин аст? Дар ҳамаи ин маҳсулот шакар мавҷуд аст - сахароза маҳсулоти растанӣ, дисахарид, молекулаи карбогидрат аст, ки бевосита аз фотосинтез сохта шудааст. Ғайр аз он, бисёр ашёҳо аз растаниҳо камтар ба назар мерасанд: Масалан, молҳои коғазӣ одатан маҳсулоти растанӣ мебошанд ва бисёр пластикҳо (ҳамчун маҳсулот ва бастабандӣ фаровон) аз "алгаҳо" (организмҳои якҳуҷайраи растанӣ ва цианобактерияҳо) гирифта мешаванд. Қариб ҳар як дору ва мазза дар раста тимро як растанӣ ҳамчун барг, реша, аккос, гул, мева ё поя истеҳсол кардааст. Дар ниҳоят, фотосинтез ба ҳар хӯрок ва ҳар хӯроке, ки инсон истеъмол мекунад, пайваст мешавад.

Хулосаи бахш

Раванди фотосинтез ҳаётро дар рӯи замин дигаргун сохт. Бо истифода аз энергия аз офтоб, эволютсияи фотосинтез имкон дод, ки мавҷудоти зинда ба миқдори зиёди энергия дастрасӣ пайдо кунанд. Ба туфайли фотосинтез, мавҷудоти зинда ба энергияи кофӣ дастрасӣ пайдо карданд, ки ба онҳо имкон дод сохторҳои нав созанд ва гуногунии биологии имрӯзаро ба даст оранд.

Танҳо организмҳои алоҳида (фотоавтотрофҳо) метавонанд фотосинтезро иҷро кунанд, зеро онҳо ҳузури хлорофилл, пигменти махсусро талаб мекунанд, ки дарозии муайяни мавҷи спектри намоёнро фурӯ мебарад ва қодир аст аз нури офтоб энергия гирад. Фотосинтез гази карбон ва обро барои ҷамъ кардани молекулаҳои карбогидрат истифода мебарад ва оксигенро ҳамчун маҳсулоти иловаги ба атмосфера мебарорад. Автотрофҳои эукариотӣ, аз қабили растаниҳо ва замбурҳо, органеллҳое доранд, ки хлоропласт номида мешаванд, ки дар онҳо фотосинтез сурат мегирад ва крахмал ҷамъ мешавад. Дар прокариотҳо, ба монанди цианобактерияҳо, раванд камтар локализатсия шудааст ва дар дохили мембранаҳои пӯшида, васеъшавии мембранаи плазма ва дар цитоплазма ба амал меояд.

Пайвастҳои санъат

(Расм) Дар рӯзи гарм ва хушк, растаниҳо стоматаи худро мепӯшанд, то обро сарфа кунанд. Ин ба фотосинтез чӣ таъсир мерасонад?

(Расм) Сатҳи гази карбон (як субстрати зарурии фотосинтетикӣ) фавран паст мешавад. Дар натиҷа, суръати фотосинтез монеъ мешавад.

Ҷавоби озод

Натиҷаи умумии аксуламалҳои нур дар фотосинтез чист?

Натиҷаи реаксияҳои рӯшноӣ дар фотосинтез табдил додани энергияи офтоб ба энергияи химиявӣ мебошад, ки хлоропластҳо метавонанд барои иҷрои кор истифода баранд (асосан истеҳсоли анаболии карбогидратҳо аз гази карбон).

Чаро ҷонварон, ба монанди шерон, барои зинда мондан аз фотосинтез вобастагӣ доранд?

Зеро шер ҳайвонотро мехӯрад, ки гиёҳ мехӯранд.

Чаро интиқолдиҳандагони энергия ҳамчун "пур" ё "холӣ" ҳисобида мешаванд?

Барандагони энергия, ки аз реаксияи аз рӯшноӣ вобаста ба рӯшноӣ мустақил мешаванд, «пур» мебошанд, зеро онҳо энергия меоранд. Пас аз баровардани энергия, интиқолдиҳандагони энергияи «холӣ» ба реаксияи аз рӯшноӣ вобаста баргашта, энергияи бештар мегиранд. Ҳаракати воқеии зиёд вуҷуд надорад. Ҳам ATP ва ҳам NADPH дар стром истеҳсол карда мешаванд, ки онҳо низ истифода мешаванд ва дубора ба ADP, Pi ва NADP + табдил меёбанд.

Тавзеҳ диҳед, ки чӣ тавр ба популятсияи гургҳои хокистарӣ аз оташфишонии вулқон, ки абри хокистари зичеро паҳн кард, ки нури офтобро дар қисмати Боғи миллии Йеллоустон бастааст, таъсир мерасонад.

Гургҳои хокистарӣ дар шабакаи ғизоии худ даррандаҳои олӣ мебошанд, яъне онҳо ҳайвонҳои сайди хурдтарро истеъмол мекунанд ва тӯъмаи ягон ҳайвони дигар нестанд. Бастани нури офтоб ба растаниҳо дар поёни торҳои ғизоӣ аз иҷрои фотосинтез монеъ мешавад. Ин бисёр растаниҳоро мекушад ва манбаъҳои ғизоро барои ҳайвоноти хурд дар Йеллоустоун кам мекунад. Саршумори ҳайвонҳои сайди хурдтар маънои онро дорад, ки шумораи камтари гургҳо дар ин минтақа зинда монад ва саршумори гургҳои хокистарранг кам мешавад.

Бастани стомата фотосинтезро чӣ гуна маҳдуд мекунад?

Стомата мубодилаи газҳо ва буғи обро дар байни барг ва муҳити атрофаш танзим мекунад. Вақте ки устухонҳо баста мешаванд, молекулаҳои об аз барг гурехта наметавонанд, аммо барг инчунин наметавонад молекулаҳои нави гази карбонро аз муҳити атроф ба даст орад. Ин реаксияҳои мустақили рӯшноиро маҳдуд мекунад, то он даме, ки захираҳои гази карбон дар барг тамом шаванд.

Луғатнома


Видеоро тамошо кунед: Tìm Hiểu Quá Trình Quang Hợp Của Thực Vật. Phim Hoạt Hình Mới 2020. Hoạt Hình Khoa Học Hay Nhất (Феврал 2023).