Fotosünteesi protsess: määratlus, funktsioonid, liigid, tegurid
Fotosünteesi määratlus
Fotosüntees on energia või toiduainete / glükoosi valmistamise protsess, mis toimub päikesevalguse rollis (foto = valgus, süntees = valmistamis- / töötlemisprotsess), kasutades toitaineid / mineraale, süsinikdioksiidi ja vett. Elusolendid, mis võivad läbi viia fotosünteesion taimed, vetikad ja teatud tüüpi bakterid. Fotosüntees on maapealse elu jaoks väga oluline, sest peaaegu kõik elusolendid sõltuvad fotosünteesi käigus tekkivast energiast
Foto sünteesi funktsioon
Fotosüntees toimib järgmiselt:
- Fotosünteesi peamine ülesanne on toota toitu glükoosi kujul. Glükoos on põhiline kütus muude toiduainete, nimelt rasvade ja valkude loomiseks taime kehas. Need ained muutuvad toiduks loomadele ja inimestele. Seetõttu on taimede võime muundada valgusenergiat (päikesevalgust) keemiliseks energiaks (toitaineteks) alati toiduahela lüliks.
- Fotosüntees aitab õhku puhastada, nimelt CO taseme vähendamine2(süsinikdioksiid) õhus CO tõttu2 on fotosünteesi protsessi tooraine. Lõpptulemuseks on lisaks toitainetele ka O2 (Hapnik), mida on vaja kogu eluks.
- Taimede võime elu jooksul fotosünteesida põhjustab minevikus elanud taimede jäänuseid miljoneid aastaid maasse mattunud, et saada üheks praeguseks energiaallikaks kivisüsi seda.
Fotosünteesi protsess
Taimed on autotroofid. Autotroofid tähendavad, et nad suudavad toitu sünteesida otse anorgaanilistest ühenditest. Toiduks vajalike suhkrute ja hapniku tootmiseks kasutavad taimed süsinikdioksiidi ja vett. Energia selle protsessi käivitamiseks pärineb fotosünteesist
Fotosünteesil on kahte liiki protsesse või reaktsioone
Hele reaktsioon
Toimub tülakoidmembraanis granas. Grana on tülakoidmembraani poolt moodustatud struktuurid, mis moodustuvad stroomas, mis on kloroplasti üks kambritest. Grana sisaldab klorofülli, pigmenti, mis mängib rolli fotosünteesis. Valgusreaktsiooni nimetatakse ka fotolüüsiks, kuna valgusenergia neeldumise protsess ja veemolekulide lagunemine hapnikuks ja vesinikuks.
Tume reaktsioon
Toimub stroomas. Reaktsioon, mis moodustab CO alusmaterjalist suhkru2 saadud õhust ja valgusreaktsioonides saadud energiast.
See ei vaja päikesevalgust, kuid see ei saa toimuda, kui valgustsükkel pole toimunud, kuna kasutatud energia tuleb valgusreaktsioonidest.
Tsükleid on kahte tüüpi, nimelt Calin-Bensoni tsükkel ja luugi-lõtku tsükkel. Calin-Bensoni tsüklis toodavad taimed kolme süsinikuaatomiga ühendeid, nimelt 3-fosfoglütseraadi ühendeid. Seda tsüklit aitab rubisco ensüüm. Luuk-lõtv tsüklis toodavad taimed nelja süsinikuaatomiga ühendeid. Ensüüm, mis mängib rolli, on fosfoenoolpüruvaadi karboksülaas.
Pimetsükli lõpptoode on glükoos, mida taimed kasutavad oma tegevuseks või hoitakse energiavarudena
Fotosünteesi määra määrajad
Fotosünteesi protsessi võivad mõjutada tegurid, nimelt tegurid, mis võivad otseselt mõjutada, näiteks keskkonnatingimused samuti tegureid, mis otseselt ei mõjuta, näiteks mitme protsessi jaoks olulise organi funktsiooni stress fotosüntees.
See protsess mõjutab tegelikult keskkonnatingimusi, sealhulgas päikesevalgust, ümbritsevat temperatuuri ja süsinikdioksiidi (CO2) kontsentratsiooni. Seda nimetatakse piiravaks teguriks ja see mõjutab otseselt fotosünteesi kiirust.
Need piiravad tegurid võivad takistada fotosünteesi kiiruse saavutamist optimaalsetes tingimustes, isegi kui fotosünteesi muud tingimused on suurenenud, seetõttu on fotosünteesi kiirust oluliselt mõjutavateks piiravateks teguriteks optimaalse määra kontrollimine fotosüntees.
Lisaks sellised tegurid nagu süsivesikute translokatsioon, lehtede vanus ja toitainete kättesaadavus mõjutada fotosünteesis oluliste elundite tööd, nii et see mõjutab kaudselt ka fotosünteesi kiirust fotosüntees.
Mõned peamised tegurid, mis võivad fotosünteesi kiirust mõjutada:
- Valgustugevus
Fotosünteesi kiirus on maksimaalne, kui valgust on palju.
- Süsinikdioksiidi kontsentratsioon
Mida rohkem on õhus süsihappegaasi, seda rohkem materjale kasutavad taimed fotosünteesi läbiviimiseks.
- Temperatuur
Fotosünteesiprotsessis töötavad ensüümid saavad töötada ainult optimaalsel temperatuuril. Üldiselt suureneb fotosünteesi kiirus temperatuuri tõustes kuni ensüümi taluvuspiirini.
- Veesisaldus
Põud või veepuudus võivad põhjustada stomaatide sulgemist ja pärssida süsinikdioksiidi imendumise kiirust, mõjutades seega fotosünteesi kiirust.
- Fotosünteesi sisu (fotosünteesi tulemus)
Kui fotosünteesi, näiteks süsivesikute tase väheneb, suureneb fotosünteesi kiirus. Kui fotosünteesi tase suureneb või isegi küllastub, väheneb fotosünteesi kiirus.
- Kasvuetapp
Uuringud näitavad, et idanevates taimedes on fotosünteesi kiirus palju suurem kui küpsetes taimedes. Põhjuseks võib olla see, et idanevad taimed vajavad kasvamiseks rohkem energiat ja toitu.
120. sajandi alguses uuris Frederick Frost Blackman koos Albert Einsteiniga valguse intensiivsuse (kiirgava) ja temperatuuri mõju süsiniku assimileerumise kiirusele.
- Fikseeritud edastuse korral süsiniku assimilatsiooni kiirus suureneb temperatuuri tõustes piiratud vahemikus. seda efekti on näha ainult saatja kõrgel tasemel. Madalamate heitmete korral ei mõjuta temperatuuri tõus süsiniku assimileerumise kiirust vähe.
- Pideval temperatuuril Süsiniku assimilatsiooni kiirus varieerub rohkem heitkogustega võrreldes, kasvades esialgu heitkoguste suurenemisega. Kuid kõrgema heitkoguse taseme korral ei püsinud see seos kaua ja süsiniku assimilatsiooni kiirus püsis konstantsena.
Nende kahe katse põhipunktid on:
- Blackmani eksperiment demonstreerib piiravate tegurite mõistet. Teine piiraja on valguse lainepikkus. Tsüanobakterid, kes elavad mitu meetrit maa all, ei saa õiget lainepikkust kasutatakse fotosünteetiliste pigmentide totoinduktsiooniga töötava eraldaja tootmiseks tavapärane. Probleemi piiramiseks ümbritseb reaktsioonikeskust rida erinevate pigmentidega valke. Seda nimetatakse fükobilisoomiks.
- Globaalselt ei mõjuta temperatuur fotokeemilisi reaktsioone. Kuid see katse näitab selgelt, et temperatuur võib mõjutada süsiniku assimilatsiooni kiirust, seega on süsiniku assimilatsiooniprotsessis kaks reaktsioonide komplekti. See on „fotokeemiline” etapp, mis sõltub temperatuurist ja valgusest, kuid mitte õhust.
Karbondiooksü tasemed ja fotorespiratsioon
Kui süsinikdioksiidi kontsentratsioon suureneb, suureneb valgusest sõltuva reaktsiooni tulemusel tekkiva suhkru tase ulatuses, mis on piiratud muude põhjustega. RuBisCO, ensüüm, mis pimedas reaktsioonis suurendab süsinikdioksiidi, sisaldab nii hapniku kui ka süsiniku sisaldust. Kui süsinikdioksiidi kontsentratsioon on kõrge, fikseerib RuBisCO süsinikdioksiidi. Kui aga süsinikdioksiidi kontsentratsioon on madal, suurendab RuBisCO hapnikku, mitte süsinikdioksiidi. See protsess, mida nimetatakse phororespiratsiooniks, kasutab energiat, kuid ei tooda suhkrut.
RuBisCO hapnikugaasi aktiivsus on taimedele ebasoodne järgmistel põhjustel:
- Üks hapnikuvaeguse produktidest on fosfoglükolaat (2 süsinikku) ja mitte 3-fosfoglütseraat (3 süsinikku). Fosfoglükolaati ei saa metaboliseerida Calvin-Bensoni tsükkel ja see esindab sellest tsüklist kadunud süsinikku. Seetõttu kulutab kõrge hapnikuga varustatuse aktiivsus suhkruid, mis on vajalikud ribuloosi 5-bisfosfaadi ümbertöötlemiseks ja Bensoni tsükli jätkamiseks.
- Fosfoglükolaat metaboliseerub kiiresti glükolaadiks, mis on suurtes kontsentratsioonides taimedele toksiline. See võib fotosünteesi pärssida.
- Glükolaadi säilitamine energia abil on kallis protsess, mis kasutab glükolaadi rada, ja ainult 75% süsinikust tagastatakse Calvin-Bensoni tsüklis 3-fosfoglütseraadiks. Selle reaktsiooni käigus tekib ammoniaak (NH3), mis võib taimest difundeeruda, põhjustades lämmastiku kadu.
See on artikkel gurult Pendidikan.co.id Fotosünteesiprotsess: süsinikdioksiidi määratlus, funktsioonid, tüübid, tegurid ja tasemed, Loodan, et see artikkel on teile kõigile kasulik.