Fotosinteză și transpirației

Fotosinteza este procesul de asimilare a centralelor electrice solare, dioxid de carbon și apă. Prin utilizarea energiei solare, plante verzi transforma materialul de energie slabă (CO2 și H2O) în carbohidrații bogate în energie și alte substanțe organice. proces total al fotosintezei este exprimat prin următoarea ecuație:

Ecuația generală a fotosintezei nu oferă informații despre toate complexitatea acestui proces. Fotosinteza se efectuează în cloroplaste - foaie plastide verde și alte părți verzi ale plantei. În aceeași foaie de celule conține zeci de cloroplaste și reprezintă aproximativ o treime din citoplasmă. 1 cm 2 ale foii sunt mai multe milioane de cloroplaste și, prin urmare, arată foaie verde.

Cloroplastele sunt foarte complexe lamelare (lamelare) structura. In afara ei sunt acoperite cu dubla membrana pe termen proteina lipoidă. Dintre aceste membrane stive separate de pungi plate formate în cloroplast - așa-numitele fațete. Grana interconectate tuburi, de asemenea, formate din membrane. În anumite molecule și vectori ai electroni și protoni mod membrană gran integrate clorofila si caroten. In cloroplaste porțiune intergranal (stroma) sunt multiple enzime necesare pentru legarea dioxidului de carbon și sinteza carbohidraților, precum și multe alte substanțe din care ea însăși de construcție a cloroplastului.

Absorbirii cuantică de lumină, molecula de clorofilă devine stare excitată electronic a unui anumit unul dintre electronul ridicat la un nivel mai ridicat de energie. Energia moleculelor excitate de clorofilă care implica sistem vector și enzime utilizate pentru formarea adenozin trifosfat (ATP) din adenoznndifosfata (ADP) și fosfat anorganic pentru a scinda (fotoliza) de apă asupra ionilor de H și OH atomi de hidrogen (sau H + și e, m. F . protoni și electroni) sunt atașate la nicotinamid adenin (prescurtat NADPH) pentru a forma NADP · H2. OH recombina în molecule de apă și oxigen molecular: 2H2O → 4 întrucât + O2. Oxigenul din frunza eliberat în atmosferă.

Astfel, grana chloroplast energia luminoasă cuante este transformată în energie chimică a ATP și NADP · H2. Aceasta încheie fotosintezei, în sens restrâns pentru a se lega de CO2 și rotiți-l cu participarea ATP și NADPH • H2 in carbohidrati lumina nu mai este necesară. Prin urmare, un singur proces de fotosinteză este divizat convențional într-o fază de lumină este realizată în granit, iar faza de întuneric, extinzându-se în stroma clor-straturi (Fig. 28).

Fig. 28. Asimilarea de energie luminoasă și dioxid de carbon în fotosinteză A - reacții ușoare dependente; B - faza întuneric

Absoarbe frunze de carbon, gazul este dizolvat în apă, iar celula este transformată în dioxid de carbon: CO2 + H2O - H2 CO3. Dioxid de carbon diffuses în cloroplast și stroma lor atașat la hidrații de carbon fosforilate cinci carbon (pentoză) -ribulozodifosfatu (RDF). Compusul rezultat a neck-tiuglerodnoe două molecule de descompune acid fosfo gliceric (PGA), care este apoi redus cu hidrogen și NADP energia ATP • H2 la fosfoglitserino-dehyde (PHA). Ultima reprezintă deja o foarte simplu triose carbohidrat transforma cu ușurință în cloroplaste în carbohidrați convenționale: fructoză, glucoză, zaharoză, amidon, etc ...

Carbohidrații din frunze de tuburi de sită de grinzi conductoare se deplaseze în țesuturi non-fotosintetice și organele sunt în principal sub formă de zaharozei, care este, de asemenea, ușor de transformat în alți carbohidrați. In timpul carbohidratii respiratie sunt oxidate la acizi organici din care amoniul participare pot forma aminoacizi, și de la ei - proteine și alți compuși cu azot, inclusiv baze de azot de ADN și ARN. Carbohidrații sunt ușor convertite și grăsimi (uleiuri vegetale).

Fotosintetică porțiune activă întregul spectru vizibil, m. E. de la 400 până la 700 nm. Datorită interacțiunii cu proteine și lipide, clorofilă fețele are un spectru larg de absorbție și aliniate decât în soluții. Prin urmare, greșit în a afirma că clorofila din frunze absoarbe doar razele roșii, și că fotosinteza are loc numai în lumină roșie.

La orele de vară amiază radiația solară totală poate ajunge la 7 • 102 J / (m2 * s). Pentru fotosinteză este de numai aproximativ 1% din radiații, restul este transformată în energie termică în instalație. Pentru a evita supraîncălzirea, plantele trebuie evaporate (transpirirovat) o mulțime de apă. În medie, unitatea de formare a materiei uscate se evapora circa 300-400 de unități de apă.

Frunzele sunt adaptate în mod remarcabil pentru a se asigura că cât mai mult posibil pentru a absorbi lumina și dioxid de carbon și, în același timp, cât mai mică posibil pentru a evapora apa și se răcește.

Plat, subțire și transparent lamina, aranjate în niveluri și multe umbrire mici reciproc foaie mozaic datorită, bine ventilat și translucide. Ascuțite predominanța suprafeței frunzelor peste volumul lor le permite pentru a elimina excesul de căldură prin radiație și valuri de căldură convective returnez o parte a căldurii în aerul înconjurător. Ca rezultat, foaia se debarasează de aproximativ două treimi din excesul de căldură și numai o treime a cheltui evaporare.

stomate aranjament Dens (1 cm2 per 5000 la 50000) asigură o mai mare rată de difuzie a moleculelor de apă și molecule de oxigen din foaia și o foaie de dioxid de carbon. Prin reducerea conținutului de apă în frunze sub o anumită limită stomatelor sunt închise, iar evaporarea apei încetează, din moment ce aproximativ 99% din suprafață este acoperită cu o cuticulă foaie etanșă.

Apa din plante formeaza un sistem hidrostatic unic de absorbție a apei evaporarea celulelor rădăcină la celulele sale frunze. Thinnest apă filamente continue pătrunde membranele celulare și traheide n vase. Reducerea conținutului de apă în pereții celulelor din cauza transpirației apei determină tensiunea firelor în ele, și datorită forțelor intermoleculare de adeziune și continuitatea tensiunii fazei apoase este trecut prin sistemul vascular al frunzelor, pețiol și stem la rădăcini, provocând un flux de apă din sol la rădăcini. Cu cât mai puternică frunzele încălzite și mai mult se evapora apa, deci, prin urmare, fluxuri mai mari de apă la rădăcini. Astfel, planta de a absorbi apa din sol și se deplasează în sus de-a lungul-l energia solară utilizarea stem.

In absenta transpiratsin (la 100% umiditate relativă) în plante terestre și plante care sunt scufundate în apă, rădăcină absorb în mod activ de apă, și este pompat în mod activ în vasele rădăcină, tulpină și frunze, irosirea metabolismul energetic. Această capacitate de a absorbi în mod activ și de a elibera apa din cauza respirației și energie au toate celelalte celule de plante de viață. Acest lucru explică fluxul de seva de primăvară în copaci și arbuști înainte de leafing, atunci când, practic, nu mai transpiratsin. Aceasta, împreună cu apă hrănite carbohidrați, acizi organici, aminoacizi, vitamine și minerale necesare pentru dezvoltarea de frunze si flori de rinichi.

absorbția activă a apei și de plante erbacee caracteristice. Multe plante produc picături lichide de găuri microscopice din frunze pe timp de noapte și dimineața devreme de ore, atunci când nu există nici o transpiratsin. Cioturilor de tăiat plante, ca parte a lichidului este eliberat. Dacă un ciot de copac pentru a pune un tub de cauciuc și a fost unite printr-un tub de sticlă, apoi, după un timp se acumulează fluid, toate aceste fenomene sunt cauzate de presiune rădăcină, t. E. Active de injecție a apei înapoi în sistemul vascular.

Astfel, în plantele cele două substanțe principale: în sus - de la rădăcini la frunze și descendent - de la frunze la rădăcini. In up-flow prin vasele care se deplasează în apă cu săruri minerale dizolvate ale tuburilor de sită din aval muta produsele de fotosinteză.