Съществуването на живи същества на Земята, включително хората, е невъзможно без дишане. Като консумира кислород от околната среда, човек издишва въглероден диоксид. На теория този жизненоважен газ трябваше да свърши. Въздушните маси обаче непрекъснато се попълват с тях. Такава реакция става възможна, тъй като по време на дишането растенията отделят кислород O2. Всички растения са автотрофи, които превръщат химичните елементи на земната кора в компоненти на дивата природа, отделяйки кислород. Следователно, без тяхното участие, наличието на биотична материя на Земята би било под въпрос.
Концепцията и факторите на фотосинтезата
Като консумират светлината на слънцето, растенията отделят кислород чрез фотосинтеза. В същото време те произвеждат различни въглерод-съдържащи елементи, които се консумират от биологични същества.
Представителите на флората съдържат пигмент - хлорофил, който ги оцветява в зелено. Този компонент улавя слънчевата радиация. Благодарение на това в растенията се осъществява фотосинтезата, официално открита през 1771 г. Самият термин възниквапо-късно - през 1877 г.
Задължителен фактор в хода на реакцията е поглъщането на слънчева светлина или изкуствено създадена светлина от хлорофил. Въпреки това естествените ултравиолетови вълни, излъчвани от слънцето, имат най-благоприятен ефект върху живите организми. В умерените ширини активирането на фотосинтезата в естествената среда пада върху топлия сезон, тъй като продължителността на светлата част на деня е по-дълга, а растенията също имат зелени издънки и листа, които изсъхват през есента..
За осъществяване на тази сложна трансформация, в допълнение към слънчевата радиация и хлорофил, са необходими CO2, H2O и минерални елементи, които се извличат основно от почвата чрез корени.
Място на изпълнение
Фотосинтезата се извършва вътре в растителните клетки, в малки органели - хлоропласти. Те съдържат пигмента хлорофил, който им придава зеления цвят.
Тази трудна трансформация се извършва главно в зелените листа, както и в зелените плодове, филизи. Най-високо съдържание на хлорофил се намира в листата, тъй като голяма площ ви позволява да абсорбирате значително количество светлина, следователно има повече енергия за реакцията.
Как е процесът?
Процесът на преобразуване на вещества в растенията, които произвеждат кислород, е доста сложен. Първо, растението улавя слънчевите лъчи с помощта на хлорофил. В същото време изсмуква с корените си вода от почвата, която съдържа различни минерали, консумира CO2 от въздуха и водата. Хлорофилът превръща H2O, микроелементи и CO2 в органични съединения. В този момент растенията отделят кислород в атмосферата, а някои отиват да дишат.
Фотосинтезата включва две взаимозависими, но напълно различни фази: светлина и тъмнина. Първата фаза се извършва само на светлина, без която е невъзможно. За тъмното, постоянното присъствие на CO2.
Лека фаза
Абсолютното условие за осъществяване на процесите на този етап е наличието на светлина, активиращ хлорофил. В този случай последният разделя водната молекула на H2 и O2. Всичко се случва вътре в хлоропластите, в мембранно ограничени отделения - тилакоиди. В резултат на това се синтезира органичното съединение АТФ, един вид енергиен източник в биологичните процеси. Идва момент, когато растенията отделят кислород.
Тъмна фаза
Осъществява се в стромата на хлоропластите и се нарича тъмно, защото тук процесите могат да протичат без присъствието на светлина, тоест денонощно.
Първо, има задължително постоянно усвояване и фиксиране на въглеродния диоксид от околната среда. След това се извършва поредица от трансформации, завършващи с образуването на глюкоза (естествена захар), аминокиселини, мастни киселини, глицерол и други важни органични съединения. Енергията за протичане на реакциите се взема от ATP и NADP-H2, създадени в светлинната фаза.
Растения дъх
Като представители на живата материя, растенията дишат. Освен това, абсорбиране и освобождаване както на O2, така и на въглероден диоксид. Само в растенията, по време на процеса на фотосинтеза, CO2 се консумира и O2 се отделя. Трябва да се отбележи, че се отделя много повече кислород, отколкото се изразходва за дишане. Следователно, в общото количество на светлината, растението отделя основно кислород чрез абсорбиране на CO2. В същото време се осъществява и процесът на дишане, но консумацията на O2 и отстраняването на въглероден диоксид се извършват в много по-малък мащаб.
По правило на тъмно растенията абсорбират кислород и отделят въглероден диоксид, тоест дишат. Като такива растенията нямат дихателна система: те абсорбират кислород от цялата повърхност, главно от листата.
Растения, които отделят кислород в тъмното
Повечето растения енергично отделят кислород на светлината, а без него, напротив, го консумират. Поради тази причина обикновено не се препоръчва поставянето им в спалнята. Но за някои растения всичко се случва наобратно.
Например, каланхое, фикусът на Бенджамин и орхидеите динамично дават O2 по всяко време на деня. Растенията, които отделят кислород през нощта, включват алое, което дезинфекцира, наред с други неща, въздуха от микробите и извлича от него вредни вещества. Вероятно всеки знае за полезните свойства на този уникален сукулент.
Най-силният пречиствател на околната среда е сансевиерия, която помага за укрепване на имунната система на хората. Този вид включва и здравец, способен да унищожи всекибактерии и дори някои вируси. Има антидепресантни свойства: миризмата му може да облекчи невроза, безсъние, стрес и нервно напрежение.
Значението на фотосинтезата за нашата планета
Според учените планетата Земя е образувана от слънчевата мъглявина и първоначално в атмосферата й няма кислород. Появата на такъв жизненоважен газ е била възможна именно благодарение на фотосинтезата. В резултат на това се появи кислородно дишане, което е присъщо на почти всички живи същества. Кислородът допринесе за формирането на естествената защита на планетата срещу ултравиолетовото лъчение от слънцето - озоновия слой. Това обстоятелство благоприятства еволюцията: освобождаването на живи организми от океана на сушата.
Също така е много важно растенията, които произвеждат кислород, да консумират и въглероден диоксид от атмосферата. Излишъкът на CO2 причинява парников ефект, който е лош за климата и живите същества.
При липса на фотосинтеза би имало прекомерно количество CO2 в атмосферата на планетата. В резултат на това повечето живи организми няма да могат да дишат и ще умрат. Фотосинтезата определя стабилността на газовия състав на атмосферната обвивка на Земята. Дърветата са белите дробове на нашата планета. Ето защо е много важно да ги предпазите от обезлесяване и пожари и да засадите повече растителност в населените места.
Колосалната стойност на фотосинтезата се крие във факта, че различни органични съединения възникват от прости минерални елементи. Оказва се, че всичкоживотът на Земята дължи съществуването си на този невероятен процес.
В допълнение, растенията се ядат от огромен брой животни. Органичните съединения, създадени и натрупани от растенията, също са храна и източник на енергия. В продължение на милиарди години големи отлагания на органична материя (нефт, въглища и други) са се натрупали в недрата на земята.
Хората използват продуктите на фотосинтезата не само в храната и лечението, но и в стопанските дейности като строителен материал и различни суровини.
