Як і де процес фотосинтезу в рослинах?

Кожна жива істота на планеті потребує їжі або енергії, щоб вижити. Деякі організми харчуються іншими істотами, а інші можуть виробляти свої власні поживні речовини. Самі рослини виробляють їжу, глюкозу, у процесі під назвою фотосинтез.

Фотосинтез і дихання взаємопов`язані. Результатом фотосинтезу є глюкоза, яка зберігається як хімічна енергія в рослинних клітинах. Ця накопичена хімічна енергія одержується в результаті перетворення неорганічного вуглецю (вуглекислий газ) в органічний вуглець. Процес дихання випускає накопичену хімічну енергію.

На додаток до продуктів, які вони виробляють, рослини також вимагають вуглецю, водню та кисню, щоб вижити. Вода, що поглинається з грунту, забезпечує водень та кисень. Під час фотосинтезу вуглець та воду використовуються для синтезу їжі. Рослини також потрібні нітрати для отримання амінокислот (амінокислот - інгредієнт для виробництва білків). На додаток до цього, їм потрібен магній для виробництва хлорофілу.

Примітка: Живі істоти, які залежать від інших продуктів харчування, називаються гетеротрофами. Тібівори, такі як корів, а також рослини, які харчуються комахами, є прикладами гетеротрофів. Живі істоти, які виробляють власну їжу, називаються автотрофами. Зелені рослини та водорості - Приклади автотрофів.

У цій статті ви дізнаєтеся більше про те, як фотосинтез виникає в рослинах і необхідні для цього процесу.

Визначення фотосинтезу

Фотосинтез - це хімічний процес, за допомогою якого рослини, деякі бактерії та водорості виробляють глюкозу та кисень з вуглекислого газу та води, використовуючи лише світло як джерело енергії.

Цей процес надзвичайно важливий для життя на Землі, оскільки через це кисень вивільняється, на якому залежить все життя.

Чому рослини потребують глюкози (їжі)?

Як люди та інші живі істоти, рослини також потребують їжі для підтримки життєдіяльності. Значення глюкози для рослин полягає в наступному:

• Глюкоза, отримана в результаті фотосинтезу, використовується під час дихання випустити енергію, необхідну рослиною для інших життєвих процесів.
• Овочеві клітини також перетворюють частину глюкози в крохмаль, який використовується за потребою. З цієї причини мертві рослини використовуються як біомаса, оскільки в них зберігається хімічна енергія.
• Глюкоза також необхідна для отримання інших хімікатів, таких як білки, жири та рослинні цукру, необхідні для забезпечення росту та інших важливих процесів.

Фази фотосинтезу

Процес фотосинтезу поділяється на дві фази: світло і темно.

Фотосинтез легкої фази

Як випливає з назви, легкі фази потребують сонячного світла. У світло-незалежних реакціях енергія сонячного світла поглинається хлорофілом і перетворюється в зберігаючу хімічну енергію у вигляді електронної молекули носіїв PRFN (нікотинединундунуклеотидфосфат) та молекул енергії АТФ (аденозин трифохсфат). Легкі етапи протікають у тілакодних мембранах в межах хлоропласту.

Фазовий фотосинтез або цикл Кальвіна

У темній фазі або циклу Кальвіна, збуджений електрони з легкої фази забезпечують енергію у формуванні вуглеводів з молекул вуглекислого газу. Неправильні фази іноді називають циклом Кальвіна через циклічність процесу.

Незважаючи на те, що темні фази не використовують світло як реагент (і, як наслідок, може виникнути протягом дня або ночі), вони повинні функціонувати в світло-незалежних продуктах реакції. Молекули, незалежні від світла, залежать від молекул енергії - ATP та NAPFN - для створення нових вуглеводних молекул. Після передачі енергії енергії молекули повертається до світлих фаз, щоб отримати більш енергійні електрони. Крім того, декілька ін`єкцій темної фази активуються світлом.

Фазована діаграма фотосинтезу

Примітка: Це означає, що темні фази не будуть продовжувати, якщо рослини будуть позбавлені світла занадто довго, оскільки вони використовують продукти легких фаз.

Структура листя рослин

Ми не можемо повністю вивчити фотосинтез, не знаючи більше про структуру листа. Лист адаптований для відтворення життєвої ролі у процесі фотосинтезу.

Зовнішня структура листя

Майдан

Однією з найважливіших особливостей рослини є велика площа поверхні листа. Більшість зелених рослин мають широкі, плоскі та відкриті листи, здатні захоплювати стільки сонячної енергії (сонячне світло), скільки необхідно для фотосинтезу.

Центральна вена і домашня тварина

Центральна вена і домашні тварини з`єднані разом і є основою аркуша. Матеріал має аркуш, щоб він отримав якомога більше світла.

Листова пластина

Прості листя мають одну листову пластину, і комплекс - кілька. Листова пластина є однією з найважливіших компонентів аркуша, яке безпосередньо бере участь у процесі фотосинтезу.

Ядра

Мережа жителів у листі допускає воду з стеблів до листя. Виділена глюкоза також надсилається до інших частин рослини з листя через вени. Крім того, ці частини аркуша опори та утримують плоску листової пластини для більшої захвату сонячного світла. Місце розташування жителів (житлово) залежить від типу рослини.

Список бази

База листа є найнижчою частиною цього, яка сформульована стеблом. Часто, основа листа є пара половини.

Крайовий лист

Залежно від типу рослини, краю листа може мати іншу форму, в тому числі: аліальний, шестерні, пиломатеріали, хліб, золоті та т.Р.

Верхішадоі листa

Як край листа, топ має різні форми, у тому числі: гострі, округлені, дурні, витягнуті, витягнуті та т.D.

Внутрішня структура листя

Нижче наведено тісну схему внутрішньої структури тканин листя:

Кутикула

Cuticula виконує основний, захисний шар на поверхні рослини. Як правило, це товщі на вершині листа. Кутикула покрита речовиною, подібною до воску, завдяки якому рослина захищена від води.

Епідерміс

Епідерміс - шар клітин, який є листом покриття тканини. Його основна функція - захист внутрішніх тканин листа від зневоднення, механічні пошкодження та інфекції. Він також регулює процес газообміну та транспірації.

Мезофіл

Месофіл є основною тканиною рослини. Ось процес фотосинтезу. Більшість рослин мезофіл ділиться на два шари: верхній - палісад і нижня - губка.

Захисні клітини

Захисні клітини - спеціалізовані клітини в епідермісі листя, які використовуються для контролю газообміну. Вони виконують захисну функцію для пилу. Usting пори стають великими, коли вода у вільному доступі, інакше захисні клітини стають млявими.

Стома

Фотосинтез залежить від проникнення вуглекислого газу (CO2) з повітря через пил у тканині мезофілу. Кисень (O2), отриманий як побічний продукт фотосинтезу, виходить з рослини через пил. Коли пил відкритий, вода втрачається в результаті випаровування, і повинна бути поповнена через потік транспірації, вода поглинається коренями. Рослини змушені збалансувати кількість поглиненого CO2 з повітря та втрату води через пори поживних порід.

Умови, необхідні для фотосинтезу

Нижче наведені умови, необхідні для рослин для реалізації процесу вмісту фотографій:

• Вуглекислий газ. Безбарвний природний газ без запаху, виявлений у повітрі і має наукове позначення CO2. Він утворюється при спалюванні вуглецю та органічних сполук, а також відбувається в процесі дихання.
• Вода. Прозорі рідкі хімічні речовини без запаху та смаку (в нормальних умовах).
• Легкий. Хоча штучне світло також підходить для рослин, природного сонячного світла, як правило, створює найкращі умови для фотосинтезу, оскільки він має природне ультрафіолетове випромінювання, яке позитивно впливає на рослини.
• Хлорофіл. Це зелений пігмент, виявлений у листі рослин.
• Поживні речовини та мінерали. Хімічні речовини та органічні сполуки, які поглинаються рослинними корінням з грунту.

Що утворюється в результаті фотосинтезу?

• Глюкоза;
• Кисень.

Примітка: Рослини отримують CO2 з повітря через їх листя, а воду з грунту через коріння. Легка енергія походить від сонця. Одержаний кисень випускається в повітря з листя. Одержану глюкозу можна перетворити на інші речовини, такі як крохмаль, який використовується як енергопостачання.

Якщо фактори, що сприяють фотосинтезу, відсутні або присутні у недостатній кількості, це може негативно вплинути на рослину. Наприклад, менше світла створює сприятливі умови для комах, які їдять листя рослини, а відсутність води уповільнює.

Де відбувається фотосинтез?

Фотосинтез виникає всередині рослинних клітин, у невеликих нездатних, називаються хлоропластами. Хлоропласти (в основному зустрічаються в мезофілільному шарі) містять зелену речовину, що називається хлорофіл. Нижче наведені інші клітини клітини, які працюють з хлоропластом для проведення фотосинтезу.

Структура клітини рослин

Функції частин рослинної клітини

• Клітинна стінка: забезпечує структурну та механічну підтримку, захищає клітини від патогенів, фіксує та визначає форму клітини, контролює швидкість і напрямок росту, а також дає форму рослин.
• Цитоплазма: забезпечує платформу для більшості хімічних процесів, керованих ферментами.
• Мембрана: виступає як бар`єр, контролюючи рух речовин у клітку, а від нього.
• Хлоропласти: як описано вище, вони містять хлорофіл, зелену речовину, яка поглинає світлову енергію в процесі фотосинтезу.
• Ваукул: порожнина всередині клітинної цитоплазми, яка накопичує воду.
• Стільниковий ядро: містить генетичний бренд (ДНК), яка контролює активність клітин.

Хлорофіл поглинає легку енергію, необхідну для фотосинтезу. Важливо відзначити, що не всі кольорові довжини хвиль світла поглинаються. Рослини в основному поглинають червоні та сині хвилі - вони не поглинають світло в зеленому діапазоні.

Діоксид вуглецю в процесі фотосинтезу

Рослини отримують діоксид вуглецю з повітря через їх листя. Діоксид вуглецю проходять через невелику дірку в нижній частині листа - UST.

Дно аркуша має вільно розташовані клітини, так що діоксид вуглецю досягає інших клітин у листі. Це також дозволяє кисню утворюватися під час фотосинтезу, легко залишити аркуш.

Діоксид вуглецю присутній у повітрі, який ми дихаємо в дуже низьких концентраціях і служить необхідним фактором у темній фазі фотосинтезу.

Світло в процесі фотосинтезу

Лист зазвичай має велику площу поверхні, тому вона може поглинати багато світла. Його верхня поверхня захищена від втрати води, погодного та погодного впливу воскового шару (кутикула). Верх листа - де падає світло. Цей мезофіл шар називається палісадою. Вона адаптована для поглинання великої кількості світла, тому що в ньому багато хлоропластів.

У світлих фазах процес фотосинтезу збільшується з великою кількістю світла. Більше хлорофілмових молекул іонізованих, а ATP та NAPFN більш сформовані, якщо легкі фотони концентруються на зеленому листі. Хоча світло надзвичайно важливо в легких фазах, слід зазначити, що надмірна кількість може пошкодити хлорофіл, а також зменшити процес фотосинтезу.

Легкі фази не надто сильно залежать від температури, води або вуглекислого газу, хоча всі вони потребують для завершення процесу фотосинтезу.

Вода в процесі фотосинтезу

Рослини отримують воду, необхідну для фотосинтезу через їх коріння. У них є кореневі волоски, які ростуть у грунті. Коріння характеризуються великою площею поверхні та тонкі стінки, що дозволяє легко пропускати воду.

Зображення показує рослини та їх клітини з достатньою кількістю води (ліворуч) та його дефіцит (праворуч).

Примітка: Кореневі клітини не містять хлоропластів, оскільки вони, як правило, знаходяться в темряві і не можуть фотосинтезувати.

Якщо рослина не поглинає достатньо води, вона зникає. Без води, рослина не зможе швидко фотосинтезувати, і, можливо, навіть загинуло.

Яке значення вода для рослин?

• Забезпечує розчинені мінерали, які підтримують здоров`я рослин;
• Є середовищем для транспортування мінеральних ресурсів
• Підтримує стабільність і відречення;
• Охолоджує і насичує вологу;
• Дозволяє проводити різні хімічні реакції в клітинах рослин.

Значення фотосинтезу в природі

Біохімічний процес фотосинтезу використовує енергію сонячного світла, щоб перетворити воду та діоксид вуглецю до кисню та глюкози. Глюкоза використовується як будівельні блоки у рослинах рослин рослин. Таким чином, фотосинтез - це спосіб, який утворюється коріння, стебла, листя, квіти та фрукти. Без процесу фотосинтезу рослини не зможуть вирощувати або помножити.

Продукти

Завдяки фотосинтетичним здібностям, рослини відомі як виробники та служать основою майже кожної харчової ланцюга на землі. (Водорості еквівалентні рослин у водних екосистемах). Вся їжа, яку ми їмо, походить від організмів, які є філоосинтерами. Ми їмо ці рослини прямо або їдять тварини, такі як корів або свині, які споживають рослинну їжу.

База харчової ланцюга

Всередині водних систем, рослини та водорості також складають основу харчового ланцюга. Водорості служать їжу для безхребетних, які, у свою чергу, виступають як джерело харчування для більших організмів. Без фотосинтезу в водному середовищі, життя було б неможливим.

Видалення двоокису вуглецю

Фотосинтез перетворює діоксид вуглецю в кисень. Під час фотосинтезу діоксид вуглецю з атмосфери надходить у рослину, а потім випускається у вигляді кисню. У сучасному світі, де рівень діоксиду вуглецю зростає жахливі темпи, будь-який процес, який усуває вуглекислий газ з атмосфери, є екологічно важливою.

Схема поживних речовин

Рослини та інші фотосинтезичні організми відіграють важливу роль у циклі поживних речовин. Азот у повітрі фіксується в тканинах рослин і стає доступною для створення білків. Мікроелементи, які знаходяться в ґрунті, також можуть бути включені в овочеву тканину і стати доступними для травоїдів, далі на харчовій ланцюзі.

Фотосинтетична залежність

Фотосинтез залежить від інтенсивності та якості світла. У екваторі, де сонячне світло розташоване цілий рік, а вода не є обмежувальним фактором, рослини мають високі темпи зростання, і можуть стати досить великими. І навпаки, фотосинтез у більш глибоких частинах океану зустрічається рідше, оскільки світло не проникає в ці шари, і в результаті ця екосистема виявляється більш безплідною.