Фотосинтез – одно из важнейших биохимических превращений, определяющих существование жизни на Земле.
Фотосинтез – это биохимический процесс, происходящий только в присутствии света в клетках растений, содержащих зеленый пигмент хлорофилл и желтый каротин (или цианобактерий, содержащих бактериохлорофилл). В результате химических реакций простые неорганические соединения, такие как углекислый газ, вода и растворенные в ней минеральные соли, превращаются в органические соединения, такие как углеводы (то есть простые и сложные сахара), белки, жиры и красители. Побочным продуктом здесь является кислород, выделяемый растениями в атмосферу. Насыщенный этим кислородом воздух используется всеми высшими организмами, которые в природе сами его не производят, но он необходим им для жизни.
Углекислый газ поглощается из атмосферы через устьица листьев, а вода вместе с растворенными в ней химическими соединениями (солями) поглощается растением из почвы через корневую систему. Вода разлагается за счет энергии света, поглощаемого хлорофиллом: кислород выделяется в атмосферу, а водород вместе с углеродом (полученным из углекислого газа) восстанавливается и включается в ткани растений.
Этот процесс происходит только в хлоропластах (клетках, содержащих хлорофилл) и проходит в две стадии:
- световая фаза заключается в расщеплении воды под действием световой энергии, поглощаемой и перерабатываемой хлорофиллом. Кислород выделяется, а водород и энергия накапливаются в тканях растения;
- темная фаза – следующая стадия, во время которой биохимические реакции протекают без участия света, но для этого необходима химическая энергия (называемая ассимиляционной силой) из первой фазы.И здесь после ряда химических реакций образуются вышеупомянутые органические соединения. Этот процесс происходит в хлоропластах и известен также как фотосинтетический цикл восстановления углерода.
Почему фотосинтез важен для выращивания растений?
Фотосинтез – важнейший биохимический процесс в природе, ведь именно благодаря ему аккумулируется химическая энергия в виде углеводов, белков, жиров и других органических соединений, являющихся основой существования для всех живых существ. Благодаря фотосинтезу углерод входит в круговорот веществ в природе и обеспечивает развитие (рост) растений. Соединения, образующиеся в процессе фотосинтеза, являются единственным источником образования биомассы, поэтому они являются первым звеном в нашей пищевой цепи.
Если бы не было фотосинтеза, жизнь на Земле прекратилась бы. Для ее правильного протекания нужны, как известно, углекислый газ, вода и свет в правильных пропорциях.Как избыток, так и недостаток любого из этих факторов расшатывают существующее в природе довольно хрупкое равновесие. Эффективность растительных тканей, содержащих хлорофилл, зависит от активной поверхности их листьев, так как они содержат хлорофилл и устьица, поглощающие углекислый газ и выделяющие часть воды в виде водяного пара. Правильное развитие растения также обеспечивает правильно сформированная и функционирующая корневая система, которая вытягивает воду из земли.
Что такое угроза жизни на земле
- Нет здоровой растительности и, следовательно, нет производителей кислорода. Земли планомерно вырубаются деревьями и кустарниками не только в глобальном масштабе (вырубка тропических лесов для выращивания кокосовых пальм, авокадо, кукурузы и т. , обочина, жилой массив и садовые деревья). Газоны, как и английские, косят низко и часто. Освобождение больших массивов сельскохозяйственных угодий от естественной и многолетней растительности контрпродуктивно, поскольку не обеспечивает более высоких урожаев.Ветер гуляет по безлесным полям, ускоряя транспирацию и, таким образом, вызывая потерю воды, что приводит к снижению урожайности.
- Недостаток воды, одного из трех компонентов процесса фотосинтеза. Чрезмерная эксплуатация почвы под посевами на больших площадях и чрезмерное внесение химических удобрений ухудшают ее структуру и влагоемкость. Не менее опасны и степень покрытия земель (особенно в городах) водонепроницаемыми поверхностями, и застройка все больших и больших территорий крупноформатной застройкой, так как резко, даже до 90%, увеличивается поверхностный сток воды. Мы теряем его безвозвратно, сливая ливневую канализацию в реки. Следствием зарегулирования многих водотоков является быстрый отток воды из более высокогорных участков в низовья рек, хотя и там воде некуда разливаться и постепенно насыщать более глубокие слои почвы.
В природе действует простая формула: меньше воды, меньше фотосинтеза, меньше биомассы и, следовательно, меньше кислорода. Сможем ли мы как общество позволить себе промышленное производство кислорода или мы заболеем и умрем?