הפוטוסינתזה היא תהליך שבו צמחים מייצרים חומרים אורגניים ממים ופחמן הנוכחות של כלורופיל דו (סולארית נבלות אנרגיה). תהליך הפוטוסינתזה כשלעצמו התגלה על ידי מדענים לפני יותר מ- 200 שנה. ג'וזף פריסטלי (כימאי בריטי, פיזיקאי ותיאולוג) פרסם בשנת 1772 עבודה שבה הוא מתייחס לתפקיד המטהר של הצמחייה בטבע: "על ידי תגליות אלה אנו בטוחים כי צמחים אינם צומחים לשווא אלא שהם מנקים ומטהרים את האווירה שלנו ".
מהי פוטוסינתזה
תוכן עניינים
מילה זו באה מיוונית ונוצרת על ידי המונח "צילום", המקביל לאור, ועל ידי "סינתזה", שמשמעותו היווצרות תרכובות. בתחום הביולוגיה פוטוסינתזה מתייחסת ליכולתם של צמחים להפוך את האנרגיה באור השמש לאנרגיה כימית. תהליך זה מאפשר לצמחים לייצר מזון משלהם.
תהליך פוטוסינתזה
תהליך זה מתבצע בעלים ובגבעולים הירוקים של הצמח, במבנים מיוחדים של תאי צמח: כלורופלסטים. אברונים אלה מכילים כלורופיל, פיגמנט ירוק הרגיש לאנרגיית אור ומשתמש בו ביעילות להפעלת פוטוסינתזה.
כדי שתהליך זה יתקיים, יש צורך במילוי שלבי הפוטוסינתזה; מצד אחד, זמינות האור ונוכחות הכלורופיל, זה קורה בזמן שהצמח מקבל אור, טבעי או ממקור מלאכותי, והשני חשוך, מכיוון שהוא אינו תלוי באור.
שלב קל
שלב האור מקבל שם זה מכיוון שכל התגובות המתרחשות במהלכו תלויות בנוכחות האור. זה נתפס על ידי כלורופיל המאפשר לבצע פוטוליזה, תגובה שבה מים מתפרקים למימן וחמצן. כתוצאה מתגובה זו, חמצן משתחרר לסביבה ומימן משמש בתגובות אחרות המתרחשות באותו תהליך.
שלב אפל
השלב האפל מקבל שם זה מכיוון שהתגובות המתרחשות בו אינן תלויות ישירות באור, אך אין זה אומר שהוא מתרחש בלילה. יש לציין כי שלב זה מוגדר גם מחזור קלווין או נקרא גם שלב קיבוע הפחמן.
שלב זה דורש תרכובות שנוצרו בשלב הקל, בנוסף לפחמן דו חמצני שנלקח מהסביבה. זה האחרון משלב את המימן המשתחרר בפוטוליזה ותרכובות אחרות ליצירת גלוקוז, פחמימה פשוטה.
עם זאת, כדי להשיג את התהליך יש את משוואת הפוטוסינתזה:
פחמן דו חמצני + מים (+ אור שמש) → גלוקוז + חמצן
כאן, היסודות שמתערבים בתחילה הם פחמן דו חמצני ומים, שהופכו מאוחר יותר לגלוקוז וחמצן, הנוסחה לפוטוסינתזה היא הבאה:
6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2
תגובה זו של פוטוסינתזה מתרחשת בזכות שכיחות אור השמש, המאפשרת לצמח להפוך פחמן דו חמצני ומים לחומרים המזינים הדרושים לו (גלוקוזה) ולחמצן המשתחרר כפסולת.
אלמנטים המשפיעים על פוטוסינתזה
הפעילות הפוטוסינתטית או המהירות של התהליך הפוטוסינתטי מושפעות מגורמים שונים, כגון ריכוז הפחמן הדו-חמצני באטמוספירה, הטמפרטורה וזמינות המים והאור.
להלן היסודות המשפיעים באופן פנימי וחיצוני:
גורמים פנימיים
גורמים פנימיים מבוססים בעיקר על הרכב העלים. אלה כוללים את עובי הציפורן, את האפידרמיס, את מספר הסטומטיות ואת המרחב הפנוי בין התאים המסודרים במזופיל. אלמנטים אלה משפיעים ישירות על התפשטות O2 ו- CO2 בנוסף לאובדן מים.
כאשר הפעולה הפוטוסינתטית גבוהה, נוצר הרבה גלוקוז. זה מאוחסן כעמילן בכלורופלסטים, ומעכב תגובות פוטוסינתטיות.
גורמים חיצוניים
הגורמים החיצוניים המעורבים בתהליך זה הם הבאים:
- אור: אלמנט זה תלוי בשלושה גורמים המשפיעים במהלך פוטוסינתזה: כמות, משך ואיכות. לאנרגיה סולארית יש את האיכות והראות הנחוצים כדי לעורר את תהליך הפיגמנטציה.
- מים: הם גורם חשוב ומחסורם יוצר חוסר איזון חמור בתאים פוטוסינתטיים. המים נספגים דרך השורשים.
- טמפרטורה: גורמים סביבתיים הם בדרך כלל מגוונים מאוד ויכולים להשתנות לאורך היום והשנה. ישנם ירקות המותאמים לאזורים קרים בהם ניתן לבצע את התהליך גם ב 0 ° ואחרים לאזורים חמים בהם הפוטוסינתזה מרווחת יותר, עד 35 °.
החשיבות של פוטוסינתזה
מכלול התגובות המתבצעות, הודות לתהליך זה, מאפשר לצמחים ירוקים לייצר את האנרגיה והחמצן במערכות אקולוגיות מאוזנות. אם הסביבה מושפעת, גם כמות החמצן תושפע. עלינו לזכור כי ישנם יצורים חיים רבים אשר זקוקים לחמצן זה כדי לשרוד, ואם חיי הצומח אבדו, קל להסיק מה יכול לקרות.
לכל אלה עלינו להוסיף את הגידול בביקוש בכל הרמות מצד בני האדם. לכן, חיי הצומח מופרעים יותר ויותר.
הפוטוסינתזה המעניקה חיים לממלכת הצמחים ומאפשרת לה להשיג אנרגיה מאור השמש אופיינית גם לבני אדם, ד"ר ארתורו סוליס הררה, מנהל המרכז לחקר הפוטוסינתזה האנושית, גילה שמלנין קיים בבני אדם. בני אדם מקבילים לכלורופיל בצמחים אך יעילים הרבה יותר.
המלנין מייצר אנרגיה, סופג כל הזמן את אור השמש ובכך אנרגיה שוברת את מולקולת המים. (הררה של הרופא ארתורו סוליס).
תכנית ותמונות של פוטוסינתזה
פוטוסינתזה היא תהליך ייצור המזון על ידי צמחים. כדי שזה יתבצע, צמחים זקוקים לכלורופיל, שהוא חומר ירוק שיש להם בעלים, כדי שזה יהיה ברור, מוצגת פוטוסינתזה ציור וציור פוטוסינתזה לילדים.
שאלות נפוצות על פוטוסינתזה
מהי פוטוסינתזה?
זהו תהליך שצמחים מבצעים להכנת מזון משלהם מאלמנטים שונים הנמצאים בסביבתם: אור, שמש, פחמן דו חמצני ומים המתקבלים מהאדמה או מהסביבה. צמחים ועצים מבצעים את התהליך הפוטוסינתטי הזה כדי להזין, לגדול ולהתפתח.לשם מה נועדה פוטוסינתזה?
הוא משמש להזנת הצמח וייצור חומר אורגני, בשל תהליך זה הצמחים מחדשים את האוויר. הם מאפשרים לנו חמצן, וזה מה שאנחנו מעוניינים בו, והם מסירים פחמן דו חמצני.מה הפונקציה של פוטוסינתזה?
תפקידו החשוב ביותר הוא:- הפיכת אנרגיית השמש לאנרגיה כימית, אשר מומרת לחומרים מזינים חשובים כגון: סוכרים ופחמימות.
- הפיכת הפחמן הדו-חמצני לחמצן, המתרחשת בזמן איסוף הפחמן הדו-חמצני שמונע על ידי גופים חיים והפיכתו לחמצן להמשך המחזור.
מהי פוטוסינתזה לילדים?
לילדים כל היצורים החיים צריכים לאכול; צמחים, עצים, אצות, בעלי חיים, אנשים, כל היצורים החיים, אך רק שצמחים מסוגלים לייצר את המזון שלהם מתהליך שנקרא "פוטוסינתזה". הם זקוקים לחומרים מזינים חיצוניים כמו; השמש, הפחמן הדו חמצני ושורשיו סופגים מים, מינרלים מהקרקע כדי לבצע פוטוסינתזה בצורה נכונה.מהם שלבי הפוטוסינתזה?
זוהר: זה תלוי באנרגיית האור כדי להשיג אנרגיה כימית בצורה של ATP ו- NADPH, מהניתוק של מולקולות מים ויוצרים חמצן ומימן.כהה: המימן שנותר משלב האור (מולקולת המים התקלקלה) נקשר לפחמן דו חמצני (CO2), המייצר גלוקוז ופחמימות אחרות.
