Фотосинтез – Що таке фотосинтез?
Фотосинтез – це один із найголовніших процесів на Землі. Він забезпечує всю біосферу органічними речовинами, які вживають живі істоти, і киснем.
Фотосинтез – основне і насправді єдине джерело кисню на Землі. В атмосфері первинної Землі, ще до виникнення життя, кисню практично не було: він пішов на окислення компонентів земної кори та у вільному вигляді його практично не залишилося.
Довгий час життя еволюціонувало в безкисневому середовищі. І кисень з’явився знову приблизно 2,5 мільярда років тому, коли ціанобактерії, синьо-зелені водорості винайшли фотосинтез із виділенням кисню. Тоді це був побічний продукт фотосинтезу, який давав органічні речовини водоростям, і живі істоти нічого корисного його не використовували.
Кисень – сильний окисник. Як тільки він з’явився у вільному вигляді, він одразу пішов окислювати все, що бачить довкола. Коли він окислив океан та поверхню планети, він взявся за живі організми. І з’ясувалося, що кисень — це найсильніша отрута, яка викликала те, що називають першою екологічною катастрофою в історії Землі. Більшість мікроорганізмів, які тоді населяли планету, вимерли, тому що не змогли протистояти цьому страшному окислювальному агенту.
Організми, які таки вижили і змогли навчитися захищатися від кисню, несподівано виявили, що з його допомогою можна видобувати енергію з їжі набагато ефективніше, ніж біохімічними шляхами. Таким чином з’явилося кисневе дихання, яким зараз користуються практично всі наземні живі організми, зокрема тварини та люди. Завдяки новому способу отримання енергії стало можливо сформувати та підтримувати багатоклітинне життя, вийти на сушу та освоїти всю поверхню землі. Тобто кисень, який спочатку був страшним, шкідливим та жахливим, тепер є основою практично всього життя на Землі.
У шкільному підручнику написано, що фотосинтез – це процес, в ході якого рослини за допомогою енергії світла поглинають вуглекислий газ і з нього та води синтезують вуглеводи. Насправді, все не зовсім так. Чи не обов’язково рослини, не обов’язково вуглекислий газ, не обов’язково органічна речовина.
Визначення досить просте, рівняння також сумарне. воно не описує сам процес – складний та багатоступінчастий.
У цій статті ми не розбиратимемо всі стадії, ми розберемо тільки дві основні фази фотосинтезу – світлову і темнову, а також основні процеси, які відбуваються в цей час в організмі рослини.
Світлова фаза фотосинтезу
Вдень рослини працюють як сонячні батареї – акумулюють енергію світла сонця:
● на мембранах тилакойдів хлоропластів молекули хлорофілу поглинають (акумулюють) світло,
● відбувається синтез АТФ,
● утворюється НАДФ – кофермент.
Кофермент (коензим) – це біологічний каталізатор, але його ферментом назвати не можна, т.к. у нього не білкова природа, що прискорює та спрямовує перебіг окислювально-відновних процесів. Він знадобиться на наступній темновій фазі процесу.
●відбувається розщеплення (фотоліз) води: 2H20 = 4H+ + 4e- + O2.
рослина виділяє кисень .
Темнова фаза фотосинтезу
Це вже фаза синтезу. Енергія, отримана під час світлової фази, йде відновлення CO2 до молекули глюкози.
Цей процес відбувається вже у стромі.
Загальна схема фотосинтезу:
Що таке фотосинтез своїми словами
Фотосинтез – процес, при якому в клітинах, що містять хлорофіл, під дією енергії світла утворюються органічні речовини з неорганічних. При фотосинтезі рослина поглинає вуглекислий газ і воду, синтезує органічні речовини та виділяє кисень як побічний продукт фотосинтезу .
Що відбувається з киснем під час фотосинтезу
У процесі фотосинтезу вуглекислий газ у присутності хлорофілу реагує із водою; при цьому утворюється глюкоза і виділяється кисень : – одержання водню (фотоліз) – при цьому кисень виділяється як побічний продукт реакції; – Отримання глюкози (відновлення) . Перша стадія фотосинтезу протікає світла.
Що відбувається з органічними речовинами у процесі фотосинтезу рослин?
При фотосинтезі відбувається перетворення сонячної енергії, яка надалі служить синтезу органічних сполук. Тобто, при фотосинтезі відбувається процес утворення органічних речовин (глюкоза → крохмаль). …А при диханні енергія утворюється завдяки розщепленню органічних речовин.
Що відбувається з органічними речовинами у процесі дихання рослин?
Дихання – це процес розкладання органічних речовин у живих клітинах під дією кисню. Внаслідок дихання утворюється вуглекислий газ і вода, а також відбувається виділення енергії, необхідної для життєдіяльності.
Що відбувається з енергією при диханні
Енергія , що виділяється під час дихання , витрачається на зростання та розвиток органів. Кисень використовується для окислення органічних речовин, щоб витягти з них енергію . Рослини запасають енергію сонячного світла як органічних речовин під час фотосинтезу і використовують цю енергію , окислюючи речовини під час дихання .
Що не можуть виділяти рослини у процесі дихання
Рослина в процесі дихання не можуть виділяти : Відповідь: 5) кисень.
Що рослини виділяють при диханні
А видихають – вуглекислий газ. При диханні рослини поглинають із повітря кисень, а виділяють вуглекислий газ. Коріння рослин беруть частинки кисню з ґрунту, а стебла та листя поглинають його з повітря. Кисень потрібен, щоб рослина могла отримати енергію, яка їй потрібна для життя.
Яка речовина надходить у клітину при диханні
Кисень використовується для дихання з виділенням кутів. газу, одночасно відбувається фотосинтез із споживанням квантів світла, виділяється кисень. Дихання відбувається у мітохондріях.
ЯК НАЗИВАЄТЬСЯ ХІМІЧНИЙ ПРОЦЕС, ЩО ВІДБУВАЄТЬСЯ ПРИ ДИХАННІ?
Хімічний процес , що відбувається при диханні – це окиснення органічних речовин з метою одержання енергії. Фотосинтез відбувається за участю сонячного світла в мембранах хлоропластів, дихання відбувається цілодобово у мітохондріях.
ЧИМ ДИХАЮТЬ ЛЮДИ?
Вентиляція альвеол здійснюється чергуванням вдиху (інспірація) та видиху (експірація). При вдиху в альвеоли надходить атмосферне повітря, а при видиху з альвеол видаляється повітря, насичене вуглекислим газом. Вдих і видих здійснюється шляхом зміни розмірів грудної клітки за допомогою дихальних м’язів.
ЯКИЙ ГАЗ ВДИХАЄ ЛЮДИНА?
Однак усупереч поширеній думці людина видихає не чистий вуглекислий газ , а суміш газів, у якій міститься 16–17% кисню та близько 4% вуглекислоти. (Для порівняння: атмосферне повітря, що на 21% складається з кисню, містить незначну частку вуглекислоти – 0,04%.)
ЧИМ ДИХАЄ ЛЮДИНА СКЛАД?
Хімічний склад повітря
- 78,09% – азот,
- 20,95% – кисень,
- 0,93% – аргон,
- 0,03% – двоокис вуглецю,
- 0,0018% – неон,
- 0,00052% – гелій,
- 0,00022% – метан,
- 0,0001% – криптон,
СКІЛЬКИ ЛЮДЕЙ ВИДІЛЯЄ ВУГЛЕКИСЛОГО ГАЗУ?
Скільки СО2 виділяє людина ? Одна людина протягом години при видихає від 18 до 25 л вуглекислого газу . Споживаючи у своїй 20-30 л кисню. Якщо людина знаходиться в кімнаті 20 м2 з висотою стель 2,5 м та поганої вентиляції, то рівень СО2 зростатиме на 580 ppm щогодини.
ЧОМУ ВМІСТ АЗОТУ В ПОВІТРІ, ЩО ВИДИХАЄТЬСЯ, ПРАКТИЧНО НЕ ЗМІНЮЄТЬСЯ?
Тому що повітря складається з азоту , вуглекислого газу та кисню. Коли людина дихає її легені, при вдиху поглинають кисень, а при видиху виділяють вуглекислий газ. Виходить, що з азотом нічого не відбувається при диханні.
ЯКИЙ СКЛАД ПОВІТРЯ, ЩО ВИДИХАЄТЬСЯ?
% вуглекислоти розчиняється у плазмі крові. З легких вуглекислий газ виділяється з повітрям, що видихається . Людина дихає атмосферним повітрям , яке має наступний склад : 20,94% кисню, 0,03% вуглекислого газу, 79,03% азоту. У повітрі, що видихається, виявляється 16,3% кисню, 4% вуглекислого газу, 79,7% азоту.
СКІЛЬКИ АЗОТУ В ПОВІТРІ, ЩО ВИДИХАЄТЬСЯ?
У повітрі, що видихається , менше кисню (до 16 %) і більше діоксиду вуглецю (до 4,5 %), а вміст азоту трохи більше, ніж в атмосферному (79,5 %). Не означає, що азот бере участь у газообміні.
СКІЛЬКИ КИСНЮ ЗНАХОДИТЬСЯ В ПОВІТРІ, ЩО ВИДИХАЄТЬСЯ?
Сучасна людина вдихає повітря, що містить приблизно 21 відсоток кисню та 0,03 відсотка вуглекислого газу. У повітрі, що видихається, міститься 16 відсотків кисню і 3,7 – 4 відсотка вуглекислого газу.
СКІЛЬКИ ВУГЛЕКИСЛОГО ГАЗУ В ПОВІТРІ, ЩО ВИДИХАЄТЬСЯ?
В альвеолах легень відбувається газообмін: кисень з повітря розчиняється в крові, а вуглекислий газ навпаки виділяється назовні. У результаті в повітрі, що видихається міститься приблизно 16-17% кисню і 4% вуглекислого газу , а також підвищується концентрація водяної пари.
СКІЛЬКИ ВОДИ В ПОВІТРІ, ЩО ВИДИХАЄТЬСЯ?
Одним із значних компонентів повітря, що видихається, є пари води . Так, у нормі сумарна кількість води, що виділяється , становить ~ 400 мл на добу або 7 мл води на 1 кг маси тіла на добу [11]. Її концентрація в повітрі, що видихається – величина майже постійна, мало залежить від параметрів навколишнього середовища [12].
ЧИМ ДИХАЄ ЛЮДИНА І ЩО ВИДИХАЄ?
Людина вдихає повітряну суміш, що містить до 20,9% кисню та до 0,03 – 0,04% вуглекислого газу, а видихає повітря, в якому до 16,3% кисню та до 4% вуглекислого газу. Вміст вуглекислого газу у повітря, що вдихається і видихається, збільшується в гірший бік майже в 100 разів!
СКІЛЬКИ ЛЮДЕЙ ВИДИХАЄ ВОДИ НА ДЕНЬ?
Потреба повітря. Людина вдихає з повітрям кисень і видихає вуглекислий газ та водяні пари. Кількість їх змінюється в залежності від маси харчування, діяльності людини та від навколишнього середовища. У середньому людина видихає 0,02 м3 вуглекислого газу та 40 г водяної пари в 1 годину.
ЯКИМ ЧИНОМ КИСЕНЬ ПОТРАПЛЯЄ У КРОВ?
Кисень у клітини потрапляє з артеріальною кров’ю , яка тече від легенів до серця і переносить кисень до тканин, а з них – до кожної клітини. Тож дихаємо ми буквально кожною клітиною. У клітинах кисень надходить у мітохондрії, де «підхоплюється» дихальними ферментами.
ЯКИМ ЧИНОМ КИСЕНЬ НАДХОДИТЬ?
Кисень зв’язується з гемоглобіном, який міститься в еритроцитах, насичена киснем кров надходить у серце і виштовхується у велике коло кровообігу. По ньому кров розносить кисень по всіх тканинах організму.
ЯКИЙ ГАЗ ПРОНИКАЄ У КРОВ У ТКАНИНАХ?
Вуглекислий газ проходить зворотний шлях: він надходить із тканин в кров , розчиняється в ній або зв’язується з гемоглобіном. По кровоносних судинах вуглекислий газ переноситься до легень, де переходить в альвеоли і виводиться з повітрям, що видихається назовні.
ЯК КИСЕНЬ ПОТРАПЛЯЄ ДО НАШОГО ОРГАНІЗМУ?
Кисень , що надходить у кров, доставляється у всі клітини організму . У клітинах відбуваються важливі життя окислювальні процеси. Віддаючи кисень клітинам, кров захоплює вуглекислоту і доставляє в альвеоли. Цей процес і є внутрішнім або тканинним диханням.
