Hogyan és hol megy végbe a fotoszintézis folyamata a növényekben? A fotoszintézis jelentése a természetben A fotoszintézis jelentése a növények számára.

A fotoszintézis az egyetlen olyan folyamat a bioszférában, amely külső forrás hatására a szabadenergia növekedéséhez vezet. A fotoszintézis termékeiben tárolt energia az emberiség fő energiaforrása.

Évente a fotoszintézis eredményeként 150 milliárd tonna szerves anyag képződik a Földön, és mintegy 200 millió tonna szabad oxigén szabadul fel.

Az oxigén, a szén és a fotoszintézisben részt vevő egyéb elemek körforgása fenntartja a légkör jelenlegi összetételét, amely a földi élethez szükséges. A fotoszintézis megakadályozza a CO2-koncentráció növekedését, megakadályozva a Föld túlmelegedését az úgynevezett „üvegházhatás” miatt.

Mivel a zöld növények jelentik az összes többi heterotróf élőlény közvetlen vagy közvetett táplálkozási alapját, a fotoszintézis kielégíti bolygónk összes élőlényének táplálékszükségletét. Ez a mezőgazdaság és az erdőgazdálkodás legfontosabb alapja. Bár a befolyásolási lehetőségek még nem nagyok, de valamennyire kihasználják. A levegő szén-dioxid-koncentrációjának 0,1%-ra emelésével (a természetes légkör 0,3%-ával szemben) például az uborka és a paradicsom hozamát megháromszorozták.

Egy négyzetméter levélfelület egy óra alatt körülbelül egy gramm cukrot termel; ez azt jelenti, hogy durva becslések szerint minden növény évente 100-200 milliárd tonna C-t távolít el a légkörből. Ennek a mennyiségnek mintegy 60%-át az erdők nyelték el, amelyek a jéggel nem borított földterület 30%-át foglalják el, 32%-át a művelt földek, a fennmaradó 8%-ot pedig a sztyeppék és sivatagi területek növényei, valamint a városok.

A zöld növény nemcsak szén-dioxid felhasználására és cukor előállítására képes, hanem a nitrogénvegyületeket és a kénvegyületeket is testét alkotó anyagokká alakítja. A gyökérrendszeren keresztül a növény talajvízben oldott nitrátionokat kap, és sejtjeiben aminosavakká - az összes fehérjevegyület fő alkotóelemeivé - dolgozza fel. A zsírok összetevői az anyagcsere- és energiafolyamatok során keletkező vegyületekből is keletkeznek. A zsírsavak és a glicerin zsírokat és olajokat termelnek, amelyek főként tartalékanyagként szolgálnak a növény számára. Az összes növény körülbelül 80%-ának magja zsírokat tartalmaz energiaban gazdag tartalékanyagként. A magvak, zsírok és olajok előállítása fontos szerepet játszik a mezőgazdaságban és az élelmiszeriparban.

A fotoszintézis legprimitívebb típusát olyan halobaktériumok végzik, amelyek magas (akár 30%-os) nátrium-klorid tartalmú környezetben élnek. A legegyszerűbb fotoszintézisre képes organizmusok is a lila és zöld kénbaktériumok, valamint a lila nem kén baktériumok. Ezen organizmusok fotoszintetikus apparátusa sokkal egyszerűbb (csak egy fotorendszer), mint a növényeké; Ráadásul nem bocsátanak ki oxigént, mert elektronforrásként inkább kénvegyületeket használnak, mint vizet. Ezt a típusú fotoszintézist bakteriálisnak nevezik. A cianobaktériumok (prokarióták, amelyek képesek a víz fotolebontására és az oxigén felszabadulására) azonban a fotoszintetikus apparátus összetettebb felépítésével rendelkeznek - két konjugált módon működő fotorendszer. A növényekben a fotoszintézis reakciókat speciális sejtszervekben - a kloroplasztiszban - hajtják végre.

Minden növénynek (az algáktól és moháktól a modern gymnospermekig és zárvatermőkig) közös jellemzői vannak a fotoszintetikus apparátus szerkezeti és funkcionális felépítésében. A kloroplasztok más plasztidokhoz hasonlóan csak a növényi sejtekben találhatók meg. Külső membránjuk sima, a belső pedig számos redőt alkot. Közöttük vannak egymáshoz kapcsolódó buborékok, amelyeket grana-nak neveznek. Klorofill szemcséket tartalmaznak, egy zöld pigmentet, amely fontos szerepet játszik a fotoszintézis folyamatában. Az ATP a kloroplasztiszokban termelődik, és fehérjeszintézis is megtörténik. Fotoszintetikus pigmentek:

A fotoszintézis során a fénykvantumokat elnyelő fő pigmentek a klorofillok, a Mg-porfirin természetű pigmentek. A klorofilloknak számos formáját fedezték fel, amelyek kémiai szerkezetükben különböznek egymástól. A klorofillok különböző formáinak abszorpciós spektruma lefedi a spektrum látható, közeli ultraibolya és közeli infravörös tartományát (magasabb növényekben 350-700 nm, baktériumokban 350-900 nm). A klorofill a fő pigment, és minden olyan szervezetre jellemző, amely oxigénes, azaz fotoszintézist végez oxigén felszabadulásával. A zöld- és euglena algák, mohák és edényes növények a klorofill mellett tartalmaznak klorofill b-t is, melynek tartalma a klorofill a tartalom 1/4-1/5-e. Ez egy további pigment, amely kiterjeszti a fényelnyelési spektrumot. Egyes algacsoportokban, főként a barna és kovamoszatokban a c klorofill kiegészítő pigmentként, a vörös algákban pedig a d klorofill szolgál. A lila baktériumok a és b bakterioklorofillt, míg a zöld kénbaktériumok c és d bakterioklorofilt tartalmaznak az a bakterioklorofill mellett. Más kísérő pigmentek is részt vesznek a fényenergia elnyelésében - karotinoidok (poliizoprenoid természetű pigmentek) a fotoszintetikus eukariótákban és fikobilinek (nyitott tetrapirrol szerkezetű pigmentek) cianobaktériumokban és vörös algákban. A halobaktériumokban a plazmamembránokban található egyetlen pigment a bakteriorodopszin komplex fehérje, amely kémiai szerkezetében hasonló a rodopszinhoz, a retina vizuális pigmentjéhez.

A sejtben a klorofillmolekulák különféle aggregált (kötött) állapotúak és pigment-lipoprotein komplexeket alkotnak, és a fénykvantumok elnyelésében és az energiaátvitelben részt vevő más pigmentekkel együtt fotoszintetikus (tilakoid) membránok fehérjéihez kapcsolódnak. , úgynevezett fénygyűjtő klorofill-fehérje komplexeket képezve. Ahogy a molekulák aggregációs foka és pakolódási sűrűsége növekszik, a pigmentek abszorpciós maximuma a spektrum hosszabb hullámhosszú tartományába tolódik el. A fényenergia elnyelésében a főszerep az energiavándorlási folyamatokban részt vevő rövidhullámú formáké. Egy sor spektrálisan hasonló pigmentforma jelenléte a sejtben nagyfokú hatékonyságot biztosít az energiavándorlásban a reakciófotókémiai központokba, ahol a pigmentek leghosszabb hullámhosszú formái helyezkednek el, úgynevezett energiacsapdák szerepét töltve be.

A fotoszintézis folyamata két egymást követő és egymással összefüggő szakaszból áll: világos (fotokémiai) és sötét (metabolikus).

A fotoszintézis fényfázisában három folyamat megy végbe:

• 1. Oxigén képződése a víz bomlása következtében. A légkörbe kerül.
• 2. ATP szintézis.
• 3. A szénhidrátok képződésében részt vevő hidrogénatomok kialakulása.

A fotoszintézis sötét fázisában a következő folyamatok mennek végbe:

• 1. A szén-dioxid átalakítása.
• 2. Glükóz képződése.

A fotoszintézis a redox folyamaton alapul, melynek eredményeként oxigén (O2), valamint monoszacharidok (glükóz stb.) képződik, amelyeket keményítővé alakítanak át és raktároznak el a növény. A fotoszintézis folyamata során más szerves vegyületek monomerjei is szintetizálódnak - zsírsavak, glicerin, aminosavak. A fotoszintézis jelentése:

• 1. A szabad napenergia asszimilációja és átalakítása szerves anyagok képződésével, amelyek táplálékai a heterotróf szervezeteknek.
• 2. Szabad oxigén kibocsátása a légkörbe, amely minden élő szervezet légzéséhez szükséges.
• 3. A légköri levegőből származó szén-dioxid asszimilációja, amely káros hatással van az élő szervezetekre.
• 4. Minden földi élőlény ellátása a napfény energiájából átalakított kémiai energiával.

A zöld növények kozmikus szerepet töltenek be, közvetítő szerepet töltenek be a földi élet és a Nap között. A növények felfogják a napsugarak energiáját, aminek köszönhetően bolygónkon minden élet létezik. A grandiózus, kozmikus léptékű fotoszintézis folyamat gyökeresen átalakította bolygónk arculatát. A fotoszintézisnek köszönhetően a napenergia nem oszlik el teljesen a térben, hanem szerves anyagok kémiai energiái formájában tárolódik. A zöld növények azon képessége miatt, hogy a fotoszintézis során oxigént bocsátanak ki, az oxigén állandó százaléka megmarad a levegőben. A zöld növényeken kívül a természetben nincs más szabad oxigénforrás. A fotoszintézis fénystádiumának fotokémiai folyamatai minden fotoszintetikus szervezetben speciális energiaátalakító membránokban, az úgynevezett tilakoid membránokban zajlanak, és az úgynevezett elektrontranszport láncba szerveződnek. A fotoszintézis sötét reakciói a tilakoid membránokon kívül játszódnak le (prokariótákban a citoplazmában, növényekben a kloroplasztisz stromájában). Így a fotoszintézis világos és sötét szakasza térben és időben elválik egymástól.

A fotoszintézis egy egyedülálló folyamat a szervetlen anyagokból szerves anyagok előállítására. Bolygónkon ez az egyetlen folyamat, amely a napfény energiájának a szerves anyagokban található kémiai kötések energiájává történő átalakulásához kapcsolódik. Ily módon az űrből kapott napsugarak energiája, amelyet a zöld növények szénhidrátokban, zsírokban és fehérjékben raktároznak el, biztosítja az egész élővilág - a baktériumoktól az emberig - élettevékenységét.

Kiváló orosz tudós a 19. század végén – a 20. század elején. Kliment Arkagyevics Timirjazev (1843-1920) kozmikusnak nevezte a zöld növények szerepét a Földön. Írt:

A levél által termelt anyagokból származó összes szerves anyag, függetlenül attól, hogy milyen változatos, hol található, akár növényben, állatban vagy emberben, áthalad a levélen. A levélen, vagy inkább a klorofillszemcsén kívül a természetben nincs olyan laboratórium, ahol szerves anyagokat izolálnának. Minden más szervben, szervezetben átalakul, átalakul, csak itt ismét szervetlen anyagból képződik.

A fotoszintézis az energia tárolásán és szinte az összes földi élet táplálásán túl más okokból is fontos.

A fotoszintézis során oxigén szabadul fel. Az oxigén szükséges a légzési folyamathoz. A légzés során a fotoszintézis fordított folyamata megy végbe. A szerves anyagok oxidálódnak, megsemmisülnek és energia szabadul fel, amely különféle életfolyamatokhoz (járás, gondolkodás, növekedés stb.) felhasználható. Amikor még nem voltak növények a Földön, szinte nem volt oxigén a levegőben. Az akkoriban élt primitív élőlények a szerves anyagokat más módon oxidálták, nem oxigén segítségével. Nem volt hatékony. Az oxigénlégzésnek köszönhetően az élővilág széles körben és komplexen fejlődhetett. És az oxigén a légkörben megjelent a növényeknek és a fotoszintézis folyamatának köszönhetően.

A sztratoszférában (ez a troposzféra felett van - a légkör legalsó rétege) az oxigén a napsugárzás hatására ózonná alakul. Az ózon megvédi a földi életet a nap veszélyes ultraibolya sugárzásától. Az ózonréteg nélkül az élet nem fejlődhetett volna a tengerből szárazföldre.

A fotoszintézis során a szén-dioxid felszívódik a légkörből. Légzés közben szén-dioxid szabadul fel. Ha nem szívódik fel, felhalmozódna a légkörben, és más gázokkal együtt fokozná az úgynevezett üvegházhatást. Az üvegházhatás a hőmérséklet emelkedése a légkör alsó rétegeiben. Ezzel párhuzamosan elkezdődhet az éghajlat változása, a gleccserek olvadása, az óceánok szintje emelkedése, aminek következtében a part menti területek víz alá kerülhetnek, és egyéb negatív következmények is jelentkezhetnek.

Minden szerves anyag tartalmaz szén kémiai elemet. A növények szerves anyagokká (glükózzá) kötik, és szervetlen anyagokból (szén-dioxid) veszik fel. És ezt a fotoszintézis folyamatán keresztül teszik. Ezt követően a szén a táplálékláncokon keresztül „utazva” egyik szerves vegyületből a másikba kerül. Végül az élőlények halálával és lebomlásával a szén ismét szervetlen anyagokká alakul.

A fotoszintézis az emberiség számára is fontos. A szén, tőzeg, olaj, földgáz több százmillió év alatt felhalmozódott növények és más élő szervezetek maradványai. További energiaforrásként szolgálnak számunkra, ami lehetővé teszi a civilizáció fejlődését.

A fotoszintézis története.Évezredeken keresztül az emberek azt hitték, hogy a növény kizárólag a gyökerein keresztül táplálkozik, és ezek segítségével felszívja az összes szükséges anyagot a talajból. Ennek a nézőpontnak a tesztelésére a 19. század elején vállalkoztam. Jan Van Helmont holland természettudós. Egy cserépben kimérte a talajt, és fűzfahajtást ültetett oda. Öt évig öntötte a fát, majd megszárította a talajt, lemérte a növényt és a növényt. A fűz hetvenöt kilogrammot nyomott, és a föld súlya mindössze néhány száz grammot változott. A tudós következtetése az volt, hogy a növények tápanyagokat elsősorban nem a talajból, hanem a vízből kapnak.

A növények víztáplálkozásának elméletét két évszázadon át megalapozták a tudományban. A levelek ezen elmélet szerint csak segítettek a növénynek elpárologtatni a felesleges nedvességet.

A tudósok csak a tizenkilencedik század elején jutottak a legváratlanabb, de helyes feltevéshez a növények légi táplálkozásáról. A folyamat megértésében fontos szerepet játszott Joseph Priestley angol kémikus 1771-ben tett felfedezése. Kísérletet végzett, melynek eredményeként arra a következtetésre jutott: a növények megtisztítják a levegőt és alkalmassá teszik a légzésre. Később kiderült, hogy ahhoz, hogy a növény megtisztítsa a levegőt, fényre van szükség.

Tíz évvel később a tudósok rájöttek, hogy a növény nem csupán a szén-dioxidot oxigénné alakítja át. A szén-dioxid a növények életéhez szükséges, valódi táplálékként szolgál (vízzel és ásványi sókkal együtt).

A növények légi táplálását fotoszintézisnek nevezik. A fotoszintézis során szokatlan termékként szabadul fel oxigén.

Évmilliárdokkal ezelőtt nem volt szabad oxigén a Földön. Az összes oxigént, amelyet bolygónkon szinte minden élőlény belélegzik, a növények a fotoszintézis folyamata során felszabadítják. A fotoszintézisnek sikerült megváltoztatnia bolygónk teljes megjelenését.

A 70-es évek óta. a múlt században jelentős előrelépések történtek a fotoszintézis területén Oroszországban. Purievich, Ivanovsky, Rickter, Ivanov, Kostychev orosz tudósok munkái ennek a folyamatnak számos aspektusát tanulmányozták.

A fotoszintézis fontosságát csak a közelmúltig ismerték fel. Arisztotelész és más görög tudósok, megfigyelve, hogy az állatok életfolyamatai a táplálék fogyasztásától függenek, úgy vélték, hogy a növények a talajból nyerik „táplálkozásukat”.

Valamivel több mint háromszáz évvel ezelőtt, az egyik első gondosan megtervezett biológiai kísérletben Jan Van Helmont holland orvos bizonyítékot szolgáltatott arra, hogy a talaj nem az egyetlen táplálék, amely táplálja a növényeket. Van Helmont egy kis fűzfát növesztett egy agyagedényben, és csak vizet adott hozzá.

Öt év elteltével a tűk tömege 74,4 kg-mal nőtt, míg a talaj tömege mindössze 57 g-mal csökkent.

A 18. század végén Joseph Priestley angol tudós arról számolt be, hogy „véletlenül felfedezett egy módszert a gyertyák égése miatt elrontott levegő kijavítására”. 1771. augusztus 17-én Priestley „... élő mentaszálat helyezett egy zárt edénybe, amelyben viaszgyertya égett”, és ugyanezen hónap 21-én felfedezte, hogy „...egy másik gyertya is éghet újra. ugyanabban az edényben.” „A korrekciós elv, amelyet a természet ezekre a célokra használ – vélte Priestley –, a növény volt. Kibővítette megfigyeléseit, és hamarosan kimutatta, hogy a növény által "korrigált" levegő "egyáltalán nem alkalmatlan egér számára".

Priestley kísérletei először tették lehetővé annak magyarázatát, hogy a Föld levegője miért marad „tiszta” és képes fenntartani az életet a számtalan tűz égése és számos élő szervezet lélegzése ellenére. „Ezeknek a felfedezéseknek köszönhetően biztosak vagyunk abban, hogy a növények nem nőnek hiába, hanem tisztítják és nemesítik légkörünket.”

Később Jan Ingenhouse (1730-1799) holland orvos megerősítette Priestley munkáját, és kimutatta, hogy a levegőt csak a napfény „korrigálja” és csak a növény zöld részei. 1796-ban Ingenhouse azt javasolta, hogy a szén-dioxid a fotoszintézis során C-ra és O 2 -re bomlik, és az O 2 gázként szabadul fel. Később felfedezték, hogy a szén-, hidrogén- és oxigénatomok aránya a cukrokban és a keményítőben olyan, hogy vízmolekulánként egy szénatom van, amit a „szénhidrátok” szó is jelez. Általánosan elfogadott volt, hogy a szénhidrátok C és H 2 O-ból képződnek, az O 2 pedig a szén-dioxidból szabadul fel. Ezt a meglehetősen ésszerű hipotézist széles körben elfogadták, de mint később kiderült, teljesen téves volt.

A kutató, aki megcáfolta ezt az általánosan elfogadott elméletet, Cornelius van Niel volt, a Stamford Egyetemről, amikor végzős hallgatóként különféle fotoszintetikus baktériumok anyagcseréjét vizsgálta. Az ilyen baktériumok egyik csoportja, nevezetesen a lila kénbaktériumok, a C-t szénhidrátokká redukálják, de nem szabadítanak fel O2-t. A lila kénbaktériumoknak hidrogén-szulfidra van szükségük a fotoszintézishez. A fotoszintézis eredményeként a kénrészecskék felhalmozódnak a baktériumsejtek belsejében. Van Niel felfedezte, hogy ezekre a baktériumokra a fotoszintézis egyenlete a következőképpen írható fel:

CO 2 + 2H 2S (CH 2 O) + H 2 O + 2S.

Ez a tény addig nem keltette fel a kutatók figyelmét, amíg van Niel egy merész bejelentést nem tett, és a következő összefoglaló egyenletet javasolta a fotoszintézisre:

CO 2 + 2H 2 A (CH 2 O) + H 2 O + 2A.

Ebben az egyenletben H2A vagy vizet vagy más oxidálható anyagot, például hidrogén-szulfidot vagy szabad H2-t jelent. Zöld növényekben és algákban H 2 A = H 2 O. Vagyis van Niel azt javasolta, hogy a H 2 O és nem a szén-dioxid bomlik le a fotoszintézis során. Ezt a harmincas években előadott zseniális ötletet később kísérletileg bebizonyították, amikor a kutatók az O 2 (18 O 2) nehéz izotóp segítségével nyomon követték az oxigén útját a vízből a gáz halmazállapotba:

CO 2 + 2H 2 18 O 2 (CH 2 O) + H 2 O + 18 O 2.

Így az algák vagy zöld növények esetében, amelyekben a víz elektrondonorként szolgál, a teljes fotoszintézis egyenlet a következőképpen van felírva:

6CO 2 + 12H 2 O C 6 H 12 O 6 + 6O 2 + 6H 2 O.

A levélben lezajló folyamatok. A levél három fontos folyamatot hajt végre - fotoszintézist, vízpárolgást és gázcserét. A fotoszintézis folyamata során a levelekben szerves anyagok szintetizálódnak vízből és szén-dioxidból napfény hatására. Napközben a fotoszintézis és a légzés eredményeként a növény oxigént és szén-dioxidot bocsát ki, éjszaka pedig csak a légzés során keletkező szén-dioxidot.

A legtöbb növény gyenge fényviszonyok mellett is képes klorofillt szintetizálni. Közvetlen napfényben a klorofill gyorsabban szintetizálódik.

A fotoszintézishez szükséges fényenergia bizonyos határok között minél többet nyel el, annál kevésbé sötétedik a levél. Ezért az evolúció során a növények kifejlesztették azt a képességet, hogy a levéllemezt a fény felé fordítsák, hogy több napfény essen rá. A növény levelei úgy vannak elrendezve, hogy ne zsúfolják egymást.

Timirjazev bebizonyította, hogy a fotoszintézis energiaforrása túlnyomórészt a spektrum vörös sugarai. Erre utal a klorofill abszorpciós spektruma, ahol a legintenzívebb abszorpciós sáv a vörös, a kevésbé intenzív a kékeslila részen figyelhető meg.

A kloroplasztok a klorofill mellett karotint és xantofilt tartalmaznak. Mindkét pigment elnyeli a kék és részben zöld sugarakat, és továbbítja a vörös és sárga sugarakat. Egyes tudósok a karotint és a xantofilt a képernyők szerepének tulajdonítják, amelyek megvédik a klorofillt a kék sugarak pusztító hatásaitól.

A fotoszintézis folyamata számos egymást követő reakcióból áll, amelyek egy része a fényenergia elnyelésével, más részük pedig sötétben megy végbe. A fotoszintézis stabil végtermékei a szénhidrátok (cukor, majd keményítő), szerves savak, aminosavak és fehérjék.

A fotoszintézis különböző körülmények között különböző sebességgel megy végbe.

A fotoszintézis intenzitása a növény fejlődési fázisától is függ. A fotoszintézis maximális intenzitása a virágzási fázisban figyelhető meg.

A levegő normál szén-dioxid-tartalma 0,03 térfogatszázalék. A levegő szén-dioxid-tartalmának csökkentése csökkenti a fotoszintézis intenzitását. A szén-dioxid-tartalom 0,5%-ra emelése csaknem arányosan növeli a fotoszintézis sebességét. A szén-dioxid-tartalom további növelésével azonban a fotoszintézis intenzitása nem növekszik, és 1%-nál a növény szenved.

A növények nagyon nagy mennyiségű vizet párologtatnak el vagy szállítanak át. A víz párolgása a felfelé irányuló áramok egyik oka. A víz növény általi elpárolgása miatt ásványi anyagok halmozódnak fel benne, és a szoláris fűtés során a növény számára előnyös hőmérsékletcsökkenés következik be. A transzperáció néha 6 o C-kal csökkenti a növény hőmérsékletét.

A növény a sztómák munkáján keresztül szabályozza a víz párolgási folyamatát. A kutikula vagy viaszos bevonat lerakódása az epidermiszre, a szőrszálak kialakulása és egyéb adaptációk a szabályozatlan transzperáció csökkentését célozzák.

A fotoszintézis folyamata és az élő levélsejtek folyamatos, folyamatos légzése gázcserét igényel a levél belső szövetei és a légkör között. A fotoszintézis során az asszimilált szén-dioxid felszívódik a légkörből, és oxigénként visszakerül a légkörbe.

Az izotóp-analízis módszerének alkalmazása kimutatta, hogy a légkörbe visszajuttatott oxigén (16 O) a vízhez tartozik, nem pedig a levegő szén-dioxidjához, amelyben másik izotópja, a 15 O van túlsúlyban Az élő sejtek légzése során (a sejten belüli szerves anyagok oxidációja szabad oxigén által szén-dioxid gázzá és vízzé) szükségessé teszi a légkör oxigénellátását és a szén-dioxid visszajuttatását. Ez a gázcsere is főként a sztómakészüléken keresztül történik.

Modern ötletek a fotoszintézisről. Jelenleg ismert, hogy a fotoszintézis két szakaszon megy keresztül, de ezek közül csak az egyik van a fényben. Egy kétlépcsős folyamatra először 1905-ben szerzett bizonyítékot az angol növényfiziológus, F.F. Blacklin, aki a fény és a hőmérséklet hatását tanulmányozta a fotoszintézis mennyiségére.

A kísérletek alapján Blacklin a következő következtetésekre jutott.

1. A fényfüggő reakciók egy csoportja nem függ a hőmérséklettől. Ezeknek a reakcióknak a mértéke a gyenge fénytartományban növekedhet a megvilágítás növekedésével, de nem a hőmérséklet emelkedésével.

2. A reakcióknak van egy második csoportja, amely a hőmérséklettől függ, és nem a fénytől. Kiderült, hogy a fotoszintézishez mindkét reakciócsoport szükséges. Csak egy reakciócsoport térfogatának növelése növeli a teljes folyamat térfogatát, de csak addig, amíg a reakciók második csoportja el nem kezdi tartani az elsőt. Ezt követően fel kell gyorsítani a reakciók második csoportját, hogy az elsők korlátozás nélkül haladhassanak.

Így kiderült, hogy mindkét szakasz fényfüggő: „világos és sötét”. Fontos megjegyezni, hogy a sötét reakciók általában fényben fordulnak elő, és a világos szakaszból származó termékekre van szükség. A "sötét reakciók" kifejezés egyszerűen azt jelenti, hogy a fény mint olyan nem vesz részt bennük.

A sötét reakciók térfogata a hőmérséklet emelkedésével nő, de csak 30 o-ig, majd csökkenni kezd. Ennek alapján feltételeztük, hogy a sötét reakciókat enzimek katalizálják, mivel az enzimreakciók cseréje így hőmérsékletfüggő. Később kiderült, hogy ez a következtetés téves.

A fotoszintézis első szakaszában (fényreakciók) a fényenergiát ATP (adenozin-trifoszfát molekula) és nagy energiájú elektronhordozók képzésére használják fel. A fotoszintézis második szakaszában (sötét reakciók) a fényreakciók során keletkező energiatermékek segítségével a CO 2 egyszerű cukorrá (glükóz) redukálódik.

A fotoszintézis folyamata egyre jobban felkelti a tudósok figyelmét. A tudomány közel áll a legfontosabb kérdés megoldásához - az értékes szerves anyagok mesterséges előállítása széles körben elterjedt szervetlen anyagokból fényenergia felhasználásával. A fotoszintézis problémáját botanikusok, vegyészek, fizikusok és más szakemberek intenzíven tanulmányozzák.

Az utóbbi időben már lehetőség nyílt formaldehid és cukros anyagok mesterséges szintetizálására karbonátsav vizes oldataiból; ebben az esetben a fényenergia elnyelő szerepét a klorofill helyett a kobalt és a nikkel-karbonátok töltötték be. Nemrég szintetizáltak egy klorofill molekulát.

A tudomány sikerei a szerves anyagok szintézisének területén megsemmisítő csapást mérnek az idealista doktrínára - a vitalizmusra, amely azt állította, hogy a szerves anyagok szervetlen anyagokból történő képzése különleges „életerőt” igényel, és az ember nem lesz képes összetett szerves anyagokat szintetizálnak.

A növények fotoszintézise a kloroplasztiszokban megy végbe. Tartalmazza: energiaátalakítás (fényfolyamat), anyagátalakítás (sötét folyamat). A fényfolyamat a gylakoidokban, a sötét folyamat a kloroplasztiszok strómájában játszódik le. A fotoszintézis általános keringése a következő:

6CO 2 + 12H 2 O C 6 H 12 O 6 + 6H 2 O + 6O 2.

A fotoszintézis két folyamatát külön egyenletek fejezik ki:

12H 2 O 12H 2 + 6O 2 + ATP energia;

(könnyű eljárás)

12H 2 + 6O 2 + ATP energia C 6 H 12 O 6 + H 2 O.

(sötét folyamat)

A fotoszintézis jelentősége a természetben. A fotoszintézis az egyetlen olyan folyamat a bioszférában, amely külső forrás hatására a szabadenergia növekedéséhez vezet. A fotoszintézis termékeiben tárolt energia az emberiség fő energiaforrása.

Évente a fotoszintézis eredményeként 150 milliárd tonna szerves anyag képződik a Földön, és mintegy 200 millió tonna szabad oxigén szabadul fel.

Az oxigén, a szén és a fotoszintézisben részt vevő egyéb elemek körforgása fenntartja a légkör jelenlegi összetételét, amely a földi élethez szükséges. A fotoszintézis megakadályozza a CO 2 koncentráció növekedését, megakadályozva a Föld túlmelegedését az úgynevezett „üvegházhatás” miatt.

Mivel a zöld növények jelentik az összes többi heterotróf élőlény közvetlen vagy közvetett táplálkozási alapját, a fotoszintézis kielégíti bolygónk összes élőlényének táplálékszükségletét. Ez a mezőgazdaság és az erdőgazdálkodás legfontosabb alapja. Bár a befolyásolás lehetőségei még kicsik, de valamennyire kihasználják. A levegő szén-dioxid-koncentrációjának 0,1%-ra emelésével (a természetes légkör 0,3%-ával szemben) például az uborka és a paradicsom hozamát megháromszorozták.

Egy négyzetméter levélfelület egy óra alatt körülbelül egy gramm cukrot termel; Ez azt jelenti, hogy durva becslések szerint minden növény évente 100-200 milliárd tonna C-t távolít el a légkörből. Ennek a mennyiségnek mintegy 60%-át az erdők nyelték el, amelyek a jéggel nem borított földterület 30%-át foglalják el, 32%-át a művelt földek, a fennmaradó 8%-ot pedig a sztyeppék és sivatagi területek növényei, valamint a városok.

A zöld növény nemcsak szén-dioxid felhasználására és cukor előállítására képes, hanem a nitrogénvegyületeket és a kénvegyületeket is testét alkotó anyagokká alakítja. A gyökérrendszeren keresztül a növény talajvízben oldott nitrátionokat kap, és sejtjeiben aminosavakká - az összes fehérjevegyület fő alkotóelemeivé - dolgozza fel. A zsírok összetevői az anyagcsere- és energiafolyamatok során keletkező vegyületekből is keletkeznek. A zsírsavak és a glicerin zsírokat és olajokat termelnek, amelyek főként tartalékanyagként szolgálnak a növény számára. Az összes növény körülbelül 80%-ának magja zsírokat tartalmaz energiaban gazdag tartalékanyagként. A magvak, zsírok és olajok előállítása fontos szerepet játszik a mezőgazdaságban és az élelmiszeriparban.

Fotoszintézis a fényenergiát szerves vegyületek kémiai kötéseinek energiájává alakító folyamat klorofill részvételével.

A fotoszintézis eredményeként évente mintegy 150 milliárd tonna szerves anyag és hozzávetőleg 200 milliárd tonna oxigén keletkezik. Ez a folyamat biztosítja a szén-körforgást a bioszférában, megakadályozva a szén-dioxid felhalmozódását, és ezáltal megakadályozza az üvegházhatást és a Föld túlmelegedését. A fotoszintézis eredményeként keletkező szerves anyagokat más élőlények nem fogyasztják el teljesen, jelentős részük évmilliók során ásványi lerakódásokat (kemény- és barnaszén, olaj) képezett. Az utóbbi időben a repceolajat („biodízelt”) és a növényi maradványokból nyert alkoholt is elkezdték üzemanyagként használni. Az oxigénből elektromos kisülések hatására ózon képződik, amely ózonszűrőt képez, amely megvédi a Föld minden élővilágát az ultraibolya sugarak pusztító hatásaitól.

Honfitársunk, a kiváló növényfiziológus, K. A. Timirjazev (1843-1920) „kozmikusnak” nevezte a fotoszintézis szerepét, mivel összeköti a Földet a Nappal (űrrel), energia beáramlást biztosítva a bolygónak.

A fotoszintézis fázisai. A fotoszintézis világos és sötét reakciói, kapcsolatuk

1905-ben F. Blackman angol növényfiziológus felfedezte, hogy a fotoszintézis sebessége nem nőhet a végtelenségig, bizonyos tényezők korlátozzák. Ennek alapján feltételezte, hogy a fotoszintézisnek két fázisa van: fényÉs sötét. Alacsony fényintenzitás esetén a fényreakciók sebessége a fényintenzitás növekedésével arányosan növekszik, ráadásul ezek a reakciók nem függnek a hőmérséklettől, mivel nem igényelnek enzimeket. Fényreakciók lépnek fel a tilakoid membránokon.

A sötét reakciók sebessége ezzel szemben a hőmérséklet emelkedésével növekszik, azonban a 30°C-os hőmérsékleti küszöb elérésekor ez a növekedés leáll, ami a stromában végbemenő átalakulások enzimatikus jellegét jelzi. Meg kell jegyezni, hogy a fény bizonyos hatással van a sötét reakciókra is, annak ellenére, hogy ezeket sötét reakcióknak nevezik.

A fotoszintézis fényfázisa (2.44. ábra) többféle fehérjekomplexet hordozó tilakoid membránokon megy végbe, amelyek közül a legfontosabb az I. és II. fotorendszer, valamint az ATP-szintáz. A fotorendszerek közé tartoznak a pigment komplexek, amelyek a klorofill mellett karotinoidokat is tartalmaznak. A karotinoidok a spektrum azon részein ragadják meg a fényt, ahol a klorofill nem, és megvédi a klorofillt a nagy intenzitású fény által okozott pusztulástól.

A fotorendszerek a pigmentkomplexeken kívül számos elektronakceptor fehérjét is tartalmaznak, amelyek szekvenciálisan adják át egymásnak az elektronokat a klorofillmolekulákról. Ezeknek a fehérjéknek a sorrendjét ún kloroplasztiszok elektrontranszport lánca.

A II. fotorendszerhez egy speciális fehérjekomplex is társul, amely biztosítja az oxigén felszabadulását a fotoszintézis során. Ez az oxigén-leadó komplex mangán- és klórionokat tartalmaz.

BAN BEN világos fázis A tilakoid membránokon elhelyezkedő klorofill-molekulákra eső fénykvantumok vagy fotonok gerjesztett állapotba juttatják, amelyet magasabb elektronenergia jellemez. Ebben az esetben az I. fotorendszer klorofillából származó gerjesztett elektronok közvetítői láncon keresztül a hidrogénhordozó NADP-hez jutnak, amely a vizes oldatban mindig jelen lévő hidrogén protonokat köti hozzá:

NADP+ 2e-+ 2H+ → NADPH + H+.

A redukált NADPH + H + ezután a sötét szakaszban kerül felhasználásra. A II. fotoszisztéma klorofilljából származó elektronok is az elektrontranszport láncon átjutnak, de kitöltik az I. fotoszisztéma klorofilljának „elektronlyukait”. a fent már említett oxigén-leadó komplex részvételével történik. A vízmolekulák bomlásának eredményeként, amelyet ún fotolízis, Hidrogén protonok képződnek és molekuláris oxigén szabadul fel, ami a fotoszintézis mellékterméke:

Н 2 0 → 2Н + +2е- +1/2О 2

A tilakoid üregben a víz fotolízise és az elektrontranszport lánc mentén történő szivattyúzás eredményeként felhalmozódott hidrogén protonok a tilakoidból a membránfehérjében lévő csatornán - ATP szintázon keresztül áramlanak ki, míg az ATP az ADP-ből szintetizálódik. . Ezt a folyamatot ún fotofoszforiláció. Oxigén részvételét nem igényli, de nagyon hatásos, hiszen az oxidáció során 30-szor több ATP-t termel, mint a mitokondriumok. A világos reakciókban keletkező ATP-t ezt követően sötét reakciókban használják fel.

A fotoszintézis fényfázisának reakcióinak általános egyenlete a következőképpen írható fel:

2H 2 0 + 2NADP + 3ADP + ZN 3 P0 4 → 2NADPH + H + + 3ATP.

Alatt sötét reakciók fotoszintézis (2.45. ábra) megtörténik a CO 2 molekulák szénhidrát formában történő megkötése, ami a fényreakciókban szintetizált ATP és NADPH + H + molekulákat fogyasztja el:

6C0 2 + 12 NADPH + H + + 18ATP → C 6 H 12 0 6 + 6H 2 0 + 12 NADP + 18 ADP + 18H 3 P0 4.

A szén-dioxid megkötésének folyamata átalakulások összetett láncolata, ún Calvin ciklus felfedezője tiszteletére. Sötét reakciók mennek végbe a kloroplasztiszok strómájában. Előfordulásukhoz állandó szén-dioxid-beáramlásra van szükség kívülről a sztómákon, majd az intercelluláris rendszeren keresztül.

A szén-dioxid-rögzítés során először a három szénatomos cukrok keletkeznek, amelyek a fotoszintézis elsődleges termékei, míg a később képződő glükózt, amelyet a keményítő szintézisére és más létfontosságú folyamatokra fordítanak, a fotoszintézis végtermékének nevezik. .

Így a fotoszintézis folyamata során a napfény energiája komplex szerves vegyületek kémiai kötéseinek energiájává alakul, nem a klorofill részvétele nélkül. A fotoszintézis általános egyenlete a következőképpen írható fel:

6С0 2 + 12Н 2 0 → С 6 Н 12 0 6 + 60 2 + 6Н 2 0, vagy

6С0 2 + 6Н 2 0 →С 6 Н 12 0 6 + 60 2.

A fotoszintézis világos és sötét fázisának reakciói összefüggenek, mivel csak egy reakciócsoport sebességének növekedése csak egy bizonyos pontig befolyásolja a teljes fotoszintézis folyamat intenzitását, amíg a reakciók második csoportja korlátozóként hat. tényező, és szükség van a második csoport reakcióinak felgyorsítására annak érdekében, hogy az első korlátozás nélkül történjen.

A tilakoidokban előforduló könnyű szakasz energiatárolást biztosít az ATP és a hidrogénhordozók képződéséhez. A második szakaszban, sötétben, az első szakasz energiatermékeit használják fel a szén-dioxid csökkentésére, és ez a kloroplasztisz stroma kompartmenteiben következik be.

A fotoszintézis sebességét különböző környezeti tényezők befolyásolják: fény, szén-dioxid koncentráció a légkörben, levegő és talaj hőmérséklete, víz elérhetősége stb.

A fotoszintézis jellemzésére a termelékenység fogalmát használjuk.

Fotoszintetikus termelékenység az 1 óra alatt szintetizált glükóz tömege 1 dm 2 levélfelületen. Ez a fotoszintézis sebessége optimális körülmények között maximális.

A fotoszintézis nem csak a zöld növényekben rejlik, hanem számos baktériumban, köztük cianobaktériumokban, zöld és lila baktériumokban is, de ez utóbbiakban lehetnek eltérések, különösen a fotoszintézis során előfordulhat, hogy a baktériumok nem bocsátanak ki oxigént (ez nem vonatkozik a cianobaktériumok).

A fotoszintézis az a folyamat, amely a növényi sejtek és bizonyos típusú baktériumok oxigén képződését és felszabadulását eredményezi.

Alapkoncepció

A fotoszintézis nem más, mint egyedi fizikai és kémiai reakciók láncolata. Miből áll? A zöld növények, valamint egyes baktériumok elnyelik a napfényt, és elektromágneses energiává alakítják át. A fotoszintézis végeredménye a különféle szerves vegyületek kémiai kötéseinek energiája.

A napfénynek kitett növényben a redox reakciók meghatározott sorrendben mennek végbe. A víz és a hidrogén, amelyek donorredukáló szerek, elektronok formájában az akceptor-oxidálószerhez (szén-dioxid és acetát) jutnak el. Ennek eredményeként redukált szénhidrátvegyületek képződnek, valamint oxigén, amelyet a növények bocsátanak ki.

A fotoszintézis tanulmányozásának története

Évezredeken át az ember meg volt győződve arról, hogy a növény táplálkozása a gyökérrendszerén keresztül, a talajon keresztül történik. A tizenhatodik század elején Jan Van Helmont holland természettudós kísérletet végzett a növény cserépben való termesztésével. Az ültetés előtti talajmérést követően, majd miután a növény elért egy bizonyos méretet, arra a következtetésre jutott, hogy a növényvilág minden képviselője főként vízből kapja a tápanyagokat. A tudósok ehhez az elmélethez ragaszkodtak a következő két évszázadban.

Joseph Priestley angol kémikus 1771-ben egy váratlan, de helyes feltételezést fogalmazott meg a növények táplálkozásáról. Az általa végzett kísérletek meggyőzően bizonyították, hogy a növények képesek megtisztítani a korábban emberi légzésre alkalmatlan levegőt. Valamivel később arra a következtetésre jutottak, hogy ezek a folyamatok lehetetlenek a napfény részvétele nélkül. A tudósok azt találták, hogy a zöld növényi levelek nem csak egyszerűen oxigénné alakítják át a kapott szén-dioxidot. E folyamat nélkül az életük lehetetlen. A szén-dioxid vízzel és ásványi sókkal együtt táplálékul szolgál a növények számára. Ez a fotoszintézis fő jelentősége a növényvilág összes képviselője számára.

Az oxigén szerepe a földi életben

Priestley angol kémikus által végzett kísérletek segítettek az emberiségnek megmagyarázni, miért marad bolygónk levegője lélegző. Végtére is, az élet a hatalmas számú élő szervezet létezése és számtalan tűz égése ellenére is fennmarad.

Az élet megjelenése a Földön évmilliárdokkal ezelőtt egyszerűen lehetetlen volt. Bolygónk légköre nem tartalmazott szabad oxigént. Minden megváltozott a növények megjelenésével. A mai légkör összes oxigénje a zöld levelekben végbemenő fotoszintézis eredménye. Ez a folyamat megváltoztatta a Föld megjelenését, és lendületet adott az élet fejlődésének. A fotoszintézisnek ezt a felbecsülhetetlen jelentőségét az emberiség csak a 18. század végén ismerte fel teljesen.

Nem túlzás azt állítani, hogy az emberek létezése bolygónkon a növényvilág állapotától függ. A fotoszintézis jelentősége abban rejlik, hogy vezető szerepet játszik a különböző bioszféra-folyamatok létrejöttében. Világviszonylatban ez a csodálatos fizikai-kémiai reakció szerves anyagok képződéséhez vezet a szervetlen anyagokból.

A fotoszintézis folyamatok osztályozása

Három fontos reakció játszódik le egy zöld levélben. A fotoszintézist képviselik. A táblázatot, amelyben ezeket a reakciókat rögzítik, a biológia tanulmányozása során használják. Sorai közé tartozik:

Fotoszintézis;
- gázcsere;
- a víz elpárolgása.

Azok a fiziko-kémiai reakciók, amelyek a növényben nappali fényben mennek végbe, lehetővé teszik a zöld levelek szén-dioxid és oxigén felszabadítását. Sötétben - e két összetevő közül csak az első.

A klorofill szintézise egyes növényekben még gyenge és szórt megvilágítás mellett is megtörténik.

Fő szakaszok

A fotoszintézisnek két fázisa van, amelyek szorosan összefüggenek egymással. Az első szakaszban a fénysugarak energiája nagy energiájú ATP vegyületekké és univerzális redukálószerekké NADPH alakul át. Ez a két elem a fotoszintézis elsődleges terméke.

A második (sötét) szakaszban a keletkező ATP-t és NADPH-t a szén-dioxid rögzítésére használják, amíg az szénhidráttá nem redukálódik. A fotoszintézis két fázisa nem csak időben tér el egymástól. Különböző terekben is előfordulnak. Mindenki számára, aki a „fotoszintézis” témát tanulmányozza a biológiában, a folyamat pontosabb megértésében segít egy táblázat, amely pontosan megadja a két fázis jellemzőit.

Az oxigéntermelés mechanizmusa

Miután a növények felszívják a szén-dioxidot, tápanyagok szintetizálódnak. Ez a folyamat a zöld pigmentekben, az úgynevezett klorofillokban játszódik le, amikor napfénynek vannak kitéve. Ennek a csodálatos reakciónak a fő összetevői a következők:

Fény;
- kloroplasztiszok;
- víz;
- szén-dioxid;
- hőfok.

A fotoszintézis szekvenciája

A növények szakaszosan termelnek oxigént. A fotoszintézis fő szakaszai a következők:

A klorofillok fényelnyelése;
- a talajból nyert víz felosztása oxigénre és hidrogénre kloroplasztiszok (zöld pigment sejten belüli organellák) által;
- az oxigén egyik részének mozgása a légkörbe, a másik pedig a növények légzési folyamatához;
- cukormolekulák képződése a növények fehérjeszemcséiben (pirenoidjaiban);
- keményítők, vitaminok, zsírok stb. a cukor nitrogénnel való keverésének eredményeként.

Annak ellenére, hogy a fotoszintézishez napfényre van szükség, ez a reakció mesterséges fényben is előfordulhat.

A flóra szerepe a Föld számára

A zöld levélben végbemenő alapvető folyamatokat a biológia tudománya már eléggé tanulmányozta. A fotoszintézis jelentősége a bioszférában óriási. Ez az egyetlen reakció, amely a szabad energia mennyiségének növekedéséhez vezet.

A fotoszintézis folyamata során évente százötvenmilliárd tonna szerves anyag képződik. Ezenkívül ebben az időszakban a növények csaknem 200 millió tonna oxigént bocsátanak ki. Ezzel kapcsolatban vitatható, hogy a fotoszintézis szerepe óriási az egész emberiség számára, mivel ez a folyamat a fő energiaforrás a Földön.

Egy egyedülálló fizikai-kémiai reakció során a szén, az oxigén és sok más elem körforgása következik be. Ez a fotoszintézis másik fontos jelentőségét jelenti a természetben. Ez a reakció fenntartja a légkör bizonyos összetételét, amelynél lehetséges az élet a Földön.

A növényekben lezajló folyamat korlátozza a szén-dioxid mennyiségét, megakadályozva, hogy megnövekedett koncentrációban halmozódjon fel. Ez a fotoszintézisben is fontos szerepet játszik. A Földön a zöld növényeknek köszönhetően nem jön létre az úgynevezett üvegházhatás. A növényvilág megbízhatóan védi bolygónkat a túlmelegedéstől.

A növényvilág, mint a táplálkozás alapja

A fotoszintézis szerepe fontos az erdőgazdálkodás és a mezőgazdaság számára. A növényvilág minden heterotróf élőlény táplálkozási alapja. A fotoszintézis jelentősége azonban nem csak abban rejlik, hogy a zöld levelek felszívják a szén-dioxidot, és egy olyan egyedi reakció végtermékét állítják elő, mint a cukor. A növények képesek a nitrogén- és kénvegyületeket testüket alkotó anyagokká alakítani.

Hogyan történik ez? Mi a fotoszintézis jelentősége a növények életében? Ezt a folyamatot úgy hajtják végre, hogy a növény nitrát-ionokat termel. Ezek az elemek a talajvízben találhatók. A gyökérrendszeren keresztül jutnak be a növénybe. A zöld szervezet sejtjei a nitrát ionokat aminosavakká dolgozzák fel, amelyek fehérjeláncokat alkotnak. A fotoszintézis folyamata zsírkomponenseket is termel. Fontos tartalék anyagok a növények számára. Így sok gyümölcs magja tápláló olajat tartalmaz. Ez a termék az emberek számára is fontos, mivel az élelmiszeriparban és a mezőgazdaságban használják.

A fotoszintézis szerepe a növénytermesztésben

A mezőgazdasági vállalkozások világgyakorlatában széles körben alkalmazzák a növények fejlődésének és növekedésének alapvető mintázatainak tanulmányozásának eredményeit. Mint tudják, a termés kialakulásának alapja a fotoszintézis. Intenzitása pedig a növények vízellátásától, valamint ásványi táplálékuktól függ. Hogyan érheti el az ember a vetéssűrűség és a levélméret növekedését úgy, hogy a növény maximálisan kihasználja a napenergiát, és elvonja a szén-dioxidot a légkörből? Ennek elérése érdekében optimalizálják a mezőgazdasági növények ásványi táplálásának és vízellátásának feltételeit.

Tudományosan bizonyított, hogy a hozam a zöld levelek területétől, valamint a bennük zajló folyamatok intenzitásától és időtartamától függ. Ugyanakkor a terméssűrűség növekedése a levelek árnyékolásához vezet. A napfény nem tud behatolni hozzájuk, és a légtömegek szellőzésének romlása miatt a szén-dioxid kis mennyiségben kerül be. Ennek eredményeként csökken a fotoszintézis folyamat aktivitása és csökken a növényi termelékenység.

A fotoszintézis szerepe a bioszférában

A legdurvább becslések szerint csak a Világóceán vizében élő autotróf növények évente 20-155 milliárd tonna szenet alakítanak át szerves anyaggá. És ez annak ellenére, hogy a napsugarak energiáját csak 0,11%-ban használják fel. Ami a szárazföldi növényeket illeti, évente 16-24 milliárd tonna szenet nyelnek el. Mindezek az adatok meggyőzően jelzik, mennyire fontos a természetben a fotoszintézis. Csak e reakció eredményeként töltődik fel a légkör az élethez szükséges molekuláris oxigénnel, amely szükséges az égéshez, a légzéshez és a különféle ipari tevékenységekhez. Egyes tudósok úgy vélik, hogy a légkör szén-dioxid-szintjének növekedésével a fotoszintézis sebessége megnő. Ugyanakkor a légkör feltöltődik hiányzó oxigénnel.

A fotoszintézis kozmikus szerepe

A zöld növények közvetítők bolygónk és a Nap között. Megfogják az égitest energiáját, és biztosítják az élet létezését bolygónkon.

A fotoszintézis egy kozmikus léptékben tárgyalható folyamat, hiszen egykor hozzájárult bolygónk arculatának átalakulásához. A zöld levelekben végbemenő reakciónak köszönhetően a napsugarak energiája nem oszlik el a térben. Újonnan képződött szerves anyagok kémiai energiájává alakul.

Az emberi társadalomnak a fotoszintézis termékeire nemcsak élelmiszerhez, hanem gazdasági tevékenységhez is szüksége van.

Az emberiség számára azonban nem csak azok a napsugarak fontosak, amelyek jelenleg Földünkre esnek. A több millió évvel ezelőtt keletkezett fotoszintézis termékei rendkívül szükségesek az élethez és a termelési tevékenységekhez. A bolygó beleiben szén-, éghető gáz- és olajrétegek, valamint tőzeglerakódások formájában találhatók meg.