Стойността на фотосинтезата. Стойността на фотосинтезата в природата. Резултатът от фотосинтезата

Фотосинтезата е процес, който води до образуването и освобождаването на кислород от растителните клетки и някои видове бактерии.

Основна концепция

Фотосинтезата не е нищо повече от верига от уникални физикохимични реакции. Какво е това? Зелените растения, както и някои бактерии, абсорбират слънчевите лъчи и ги превръщат в електромагнитна енергия. Крайният резултат от фотосинтезата е енергията на химическите връзки на различни органични съединения.

В растение, осветено от слънчевите лъчи, окислително-редукционните реакции се появяват в определена последователност. Водата и водородът, които са донор-редуциращи агенти, се транспортират под формата на електрони към акцептора-окислител (въглероден диоксид и ацетат). В резултат на това се образуват редуцирани въглехидратни съединения, както и кислород, който растенията отделят.

Историята на изследването на фотосинтезата

В продължение на много хилядолетия човекът е убеден, че храненето на растението се осъществява през почвата през кореновата система. В началото на шестнадесети век холандският природолюбител Ян Ван Хелмонт е провел експеримент с отглеждане на растение в саксия. След претеглянето на почвата преди засаждането и след като растението достигне определен размер, те стигат до заключението, че всички представители на флората получават хранителни вещества главно от вода. Тази теория беше последвана от учени през следващите два века.

Неочаквано за всички, но правилното предположение за храненето на растенията е направено през 1771 г. от химик от Англия Джоузеф Пристли. Експериментите, направени от него убедително доказаха, че растенията са в състояние да пречистят въздуха, който преди това не е бил подходящ за човешкото дишане. Малко по-късно се стигна до заключението, че тези процеси са невъзможни без участието на слънчева светлина. Учените са открили, че зелените листа на растенията не просто превръщат въглеродния диоксид, който произвеждат, в кислород. Без този процес животът им е невъзможен. Заедно с вода и минерални соли въглероден диоксид служи като храна за растенията. Това е основното значение на фотосинтезата за всички представители на флората.

Ролята на кислорода за живота на Земята

Експериментите, проведени от английския химик Пристли, помогнаха на човечеството да обясни защо въздухът на нашата планета остава подходящ за дишане. В края на краищата, животът се поддържа, въпреки наличието на огромен брой живи организми и изгарянето на безброй светлини.

Появата на живота на Земята преди милиарди години беше просто невъзможна. Атмосферата на нашата планета не съдържаше свободен кислород. Всичко се промени с появата на растенията. Целият кислород в атмосферата днес е резултат от фотосинтеза в зелени листа. Този процес промени лицето на Земята и даде тласък на развитието на живота. Тази безценна стойност на фотосинтезата е напълно реализирана от човечеството едва в края на 18-ти век.

Не е преувеличено да се каже, че самото съществуване на хората на нашата планета зависи от състоянието на растителния свят. Стойността на фотосинтезата се крие в неговата водеща роля за различни биосферни процеси. В световен мащаб тази невероятна физикохимична реакция води до образуването на органична материя от неорганични.

Класификация на фотосинтезата

Три важни реакции се случват в зелено листа. Те представляват фотосинтеза. Таблицата, в която се въвеждат тези реакции, се използва в изучаването на биологията. В неговите линии правят:

- фотосинтеза;
- газообмен;
- изпаряване на вода.

Тези физико-химични реакции, които се срещат в растението през деня, позволяват на зелените листа да отделят въглероден диоксид и кислород. През нощта - само първият от тези два компонента.

Синтез на хлорофил в някои растения се наблюдава дори при слаба и дифузна светлина.

Основни етапи

Има две фази на фотосинтезата, които са тясно свързани. На първия етап енергията на светлинните лъчи се превръща в високоенергийни АТР съединения и универсални редуциращи агенти NADPH. Тези два елемента са основните продукти на фотосинтезата.

На втория (тъмен) етап, получените АТР и NADPH се използват за фиксиране на карбоновата киселина до нейното намаляване в въглехидрати. Двете фази на фотосинтезата се различават не само във времето. Те се срещат в различно пространство. За тези, които изучават темата за фотосинтезата в биологията, таблица с точната индикация за характеристиките на двете фази ще помогне за по-точното разбиране на процеса.

Механизъм за производство на кислород

След като въглеродът се абсорбира от растенията, в тях се извършва синтез на хранителни вещества. Този процес се извършва в зелени пигменти, наречени хлорофили, под въздействието на слънчева светлина. Основните компоненти на тази невероятна реакция са:

- светлина;
- хлоропласти;
- вода;
- въглероден диоксид;
- температура.

Фотосинтезна последователност

Производството на кислород от растенията се извършва на етапи. Основните етапи на фотосинтезата са следните:

- абсорбция на светлина от хлорофили;
- отделяне от хлоропласти (вътреклетъчни органоиди на зеления пигмент) на вода, получена от почвата на кислород и водород;
- прехвърляне на една част от кислорода в атмосферата, а другата - за осъществяване на дихателния процес от растенията;
- образуването на молекули на захар в протеиновите гранули (пиреноиди) на растенията;
- производство на нишесте, витамини, мазнини и др. в резултат на смесване на захар с азот.

Въпреки факта, че слънчевата светлина е необходима за фотосинтезата, тази реакция може да се появи и при изкуствена светлина.

Ролята на флората за Земята

Основните процеси, протичащи в зелените листа, вече са достатъчно изучавали биологичната наука. Стойността на фотосинтезата за биосферата е огромна. Това е единствената реакция, която води до увеличаване на количеството свободна енергия.

В процеса на фотосинтеза всяка година се образуват сто и петдесет милиарда тона. органична материя пишете. Освен това през този период от растенията се отделя почти 200 милиона тона кислород. В тази връзка може да се твърди, че ролята на фотосинтезата е огромна за цялото човечество, тъй като този процес служи като основен източник на енергия на Земята.

В процеса на уникална физико-химична реакция протича цикълът на въглерода, кислорода, както и много други елементи. От това следва друга важна стойност на фотосинтезата в природата. Тази реакция поддържа определен състав на атмосферата, в който е възможен живот на Земята.

Процесът, който се среща в растенията, ограничава количеството въглероден диоксид, като не позволява да се натрупва в повишени концентрации. Това също е важна стойност на фотосинтезата. На Земята, благодарение на зелените растения, няма т.нар парников ефект. Флората надеждно предпазва нашата планета от прегряване.

Растителният свят като основа на храненето

Ролята на фотосинтезата в горското стопанство и селското стопанство е важна. Флората е хранителна база за всички хетеротрофни организми. Въпреки това, стойността на фотосинтезата се крие не само в абсорбцията на въглероден диоксид от зелените листа и в производството на такъв краен продукт като уникална реакция, като захар. Растенията са способни да превръщат азотните и серните съединения в вещества, от които са съставени телата им.

Как става това? Какво е значението на фотосинтезата в растителния живот? Този процес се осъществява чрез производството на нитратни йони от централата. Тези елементи са в почвената вода. Те стигат до растение благодарение на кореновата система. Клетките на зеленото тяло обработват нитратните йони в аминокиселини, които съставляват протеинови вериги. В процеса на фотосинтеза и мастните компоненти се формират. Те са важни резервни вещества за растенията. Така че в семената на много плодове се подхранва масло. Този продукт е важен за хората, тъй като се използва в хранителната и селскостопанската промишленост.

Ролята на фотосинтезата при прибиране на реколтата

В световната практика на селскостопанските предприятия широко се използват резултатите от изследването на основните модели на развитие и растеж на растенията. Както знаете, основата на образуването на културата е фотосинтезата. Интензивността му, от своя страна, зависи от водния режим на културите, както и от тяхното минерално хранене. Как човек постига увеличаване на плътността на културите и размера на листата, за да може растението да извлече максимума от енергията на Слънцето и да вземе въглероден диоксид от атмосферата? За тази цел са оптимизирани условията за минерално хранене и водоснабдяване на земеделските култури.

Научно е доказано, че добивът зависи от площта на зелените листа, както и от интензивността и продължителността на протичащите в тях процеси. Но в същото време, увеличаване на плътността на културите води до засенчване на листата. Слънчевата светлина не може да проникне до тях, а въглеродният диоксид навлиза поради влошаване на вентилацията на въздушните маси в малки обеми. В резултат на това се наблюдава намаляване на активността на процеса на фотосинтеза и намалява производителността на растенията.

Ролята на фотосинтезата за биосферата

Според най-приблизителните оценки, само автотрофни растения, живеещи във водите на океаните, ежегодно превръщат от 20 до 155 милиарда тона въглерод в органична материя. И това въпреки факта, че енергията на слънчевите лъчи се използва от тях само при 0,11%. Що се отнася до земните растения, те годишно поемат от 16 до 24 милиарда тона въглерод. Всички тези данни убедително показват колко голяма е стойността на фотосинтезата в природата. Само в резултат на тази реакция атмосферата се напълва с необходимия за живота молекулярен кислород, който е необходим за горене, дишане и различни производствени дейности. Някои учени смятат, че в случай на увеличаване на съдържанието на въглероден диоксид в атмосферата се наблюдава увеличаване на скоростта на фотосинтезата. В същото време атмосферата се попълва с липсата на кислород.

Космическата роля на фотосинтезата

Зелените растения са посредници между нашата планета и слънцето. Те улавят енергията на небесното тяло и осигуряват възможността за живот на нашата планета.

Фотосинтезата е процес, за който може да се говори в космически мащаб, тъй като то по едно време е допринесло за трансформацията на образа на нашата планета. Поради протичането на реакцията в зелените листа, енергията на слънчевите лъчи не се разсейва в пространството. Тя се превръща в химическа енергия на новообразуваната органична материя.

Продуктите на човешкото общество от фотосинтезата са необходими не само за храна, но и за осъществяване на икономическа дейност.

Въпреки това, човечеството не само е важно онези лъчи на слънцето, които понастоящем попадат на нашата Земя. Тези продукти на фотосинтеза, получени преди милиони години, са изключително необходими за жизнената и производствената дейност. Те се намират в недрата на планетата под формата на слоеве от въглища, запалими газове и нефт и торфени находища.