Augalams, kaip ir visiems kitiems gyviems organizmams, reikia energijos, kad išliktų gyvi. Bet užuot gavę energiją iš maisto, jie gauna ją tiesiogiai iš Saulės šviesos. Šis procesas vadinamas fotosinteze, tai reiškia „sujungimas per šviesą“.

Fotosintezė - vienas svarbiausių gamtoje vykstančių procesų. Be jos negalėtų augti augalai, o be jų būtų visai mažai gyvūnų.

Kaip Vyksta Fotosintezė?

Fotosintezės metu augalas savo lapais sugauna šviesos energiją ir panaudoja ją cukrui (kuris vadinamas gliukoze) gaminti iš vandens ir anglies dioksido. Be to, jie siurbia šaknimis vandenį ir ima iš oro anglies dioksidą. Saulės energiją lapai naudoja vandeniliui ir anglies dioksidui paversti gliukoze. Kaip šalutinis produktas išsiskiria deguonis, o gliukozė išnešiojama po visą augalą.

Fotosintezė vyksta mažytėse struktūrose, kurios vadinamos chloroplastais. Chloroplastuose yra krūvelės membranų, kurios tarsi saulės kolektoriai. Šių membranų paviršiuje telkiasi chlorofilas.

Chloroplasto Sandara

Dviguba chloroplasto membrana gaubia didelę centrinę sritį, vadinamą stroma. Stroma - tai tirpalas su daugybe fermentų. Stromos viduje esančios membranos suformuoja plokščius maišelius, vadinamus tilakoidais. Jie tam tikrose vietose sukrauti vienas ant kito į krūveles, vadinamomis granomis. Tilakoidų membranose aptinkama chlorofilo ir kitų pigmentų.

Fotosintezės Fazės

Fotosintezė tai reakcijų seka. 1905m. F. F. Blekmanas, tirdamas fotosintezės priklausomybę nuo temperatūros, padarė išvadą, kad yra dvi fotosintezės fazės.

• Pirmoji reakcijų grandinė vadinama nuo šviesos priklausančiomis reakcijomis, nes jos negali vykti be šviesos ir nepriklauso nuo temperatūros. Nuo šviesos priklausančios reakcijos vyksta tilakoiduose, kur yra chlorofilų bei karotinoidų. Šios reakcijos - tai šviesos energijos sugėrimo reakcijos. Jų metu tilakoidų membranų pigmentų sugerta energija panaudojama nedaug energijos turintiems H2O molekulės elektronams sužadinti ir atimti.
• Antroji reakcijų grandinė vadinama nuo šviesos nepriklausančiomis reakcijomis, nes jos gali vykti ir be šviesos. Fotosintezės antrosios fazės reakcijos vyksta chloroplasto stromoje. Šios reakcijos vadinamos nuo šviesos nepriklausančiomis reakcijomis, nes jos gali vykti ir šviesoje ir tamsoje.

Taigi nuo šviesos priklausančių reakcijų metu sintetinami angliavandeniai.

Šviesos Energijos Sugėrimas

Kadangi fotosintezė yra vienos rūšies energijos virsmas kitos rūšies energija, t.y. Saulės radiaciją ggalima apibūdinti dviem dydžiais - energijos kiekiu ir bangos ilgiu. Fotonų turima energija yra atvirkščiai proporcinga spinduliuojamos bangos ilgiui. Fotosintezei panaudojama ttik dalis viso elektromagnetinio spektro - regimoji šviesa. Regimoji, arba dienos, šviesa yra įvairaus ilgio bangų spinduliavimas, kuriai praėjus pro prizmę (arba lietaus lašelius) matyti įvairaus ilgio bangos ir skirtingų spalvų šviesa.

Fotosintetinančių ląstelių pigmentai gali sugerti įvairias regimosios šviesos bangas. Pigmentai šviesą gali sugerti, atspindėti arba perduoti vienas kitam. Vienas chlorofilas atrodo mėlynai žalias, o kitas - geltonai žalias, nes šių spalvų jie nesugeria, tik atspindi. Atspindėtą šviesą mes ir mmatome. Dėl tos pačios priežasties karotinoidai mums atrodo įvairių geltonų ir oranžinių atspalvių.

Svarbiausia Fotocheminė Reakcija

Itin svarbi fotocheminė reakcija yra fotosintezėje. Šviesos spindulys atsimušdamas į chlorofilo molekulę, perduoda savo energiją elektronui. Įgavęs energijos, elektronas gali iššokti kaip kamuoliukas loterijos mašinoje. Augalų ląstelių fermentai iššokusio elektrono energiją panaudoja daug energijos turintiems cheminiams junginiams sintetinti. Per tą vyksmą vandens molekulė suskaidoma į deguonį ir vandenilį. Reakcijoje su anglies dioksido molekule dalyvauja vandenilis ir daug energijos turintys junginiai. Po kelių reakcijų susidaro gliukozės molekulė.

Šios reakcijos jau nebereikia šviesos, todėl šis etapas vadinamas nuo šviesos nepriklausančia fotosintezės faze. Šios fazės reakcijos ląstelėje vyksta tol, kol pakanka energijos, vandenilio ir anglies dioksido.

Fotosintezės Produktai

Fotosintezės produktai - angliavandeniai (gliukozė) ir išskirtas deguonis, kuris pasiskirsto atmosferoje. Fotosintezės metu pagaminama gliukozė turi būti išnešiota po visą augalą. Bet prieš tai gliukozė paverčiama cukrumi, kuris vadinamas sacharoze. Tada sacharozė išnešiojama po visą augalą, kurios išsidėsčiusios karnienos induose.

Augalai vartoja gliukozę kaip energijos šaltinį, tačiau jie taip pat geba paversti ją kitomis medžiagomis. Viena iš svarbiausių šių medžiagų yra celiuliozė iš kurios statomos augalinių ląstelių sienelės. Kita medžiaga yra krakmolas; tai sėklų maisto atsargos.

Veiksniai, Nuo Kurių Priklauso Fotosintezė

Fotosintezės aktyvumas priklauso nuo:

• Apšvietimo intensyvumo
• CO2 kiekio atmosferoje
• Oro temperatūros
• Drėgmės
• Mikroelementų

Kuo didesnis šviesos intensyvumas, tuo greičiau vyksta fotosintezė.

Fotosintezės Reikšmė

Biosferoje vyksta deguonies apytaka tarp atmosferos ir gyvų organizmų. Deguonis yra būtinas kvėpavimui, degimo reakcijose. Fotosintezė palaiko gyvybę Žemėje. Vykstant fotosintezei augalai apsirūpina maistu ne tik patys, bet aprūpina ir kitus gyvus organizmus. Fotosintezės metu sugeriamas CO2 ir išskiriamas O2. Jis būtinas visiems organizmams, kurie kvėpuoja oru (aerobai). Deguonis sudaro ozono skydą, saugantį gyvuosius Žemės organizmus nuo Saulės ultravioletinės spinduliuotės kenksmingo poveikio.

Iš fotosintezės gaunama organinė medžiaga gliukozė, kuri yra vartojama kaip:

• energijos šaltinis;
• žaliava kitoms organinėms medžiagoms;
• maisto medžiaga.

---