|
||
|
Fotosinteza este un proces fiziologic specific plantelor autotrofe, prin care se sintetizează substanţe organice (glucoză, aminoacizi, acizi graşi, glicozide, alcaloizi, etc.) din compuşi anorganici (apă şi dioxid de carbon), cu ajutorul energiei luminoase. Pe lângă plante, sunt capabile de fotosinteză şi unele bacterii şi alge unicelulare. |
||
|
Fotosinteza este cel mai important proces biochimic de pe Pământ, graţie acestuia asigurându-se atât oxigenul, cât şi hrana, în mod direct sau indirect, tuturor animalelor şi implicit, omului. S-a demonstrat că viaţa este posibilă şi în lipsa fotosintezei, însă numai până la un anumit nivel. Fără acest proces, cu siguranţă că păsările mamiferele şi omul nu ar putea exista, chiar dacă oxigenul, prin absurd, ar fi îndestulător, căci rupturile produse în verigile de bază ale lanţurilor trofice, ar condamna fiinţele heterotrofe la moarte prin inaniţie. |
||
|
Realizarea fotosintezei este posibilă deoarece energia solară este captată de clorofila din organitele celulare specializate (cloroplastele) aflate în părţile verzi ale plantei, îndeosebi în frunze. La nivelul cloroplastelor citoplasmatice această energie a luminii naturale se transformă în energie chimică. În urma reacţiilor care au loc, se eliberează un număr de molecule de oxigen egal cu moleculele de dioxid de carbon consumate, sintetizându-se în acelaşi timp substanţe organice. Trebuie menţionat faptul că oxigenul eliberat în atmosferă în urma fotosintezei, nu provine de la dioxidul de carbon, aşa cum greşit adesea se crede, ci de la apă. Reacţiile de transformare a dioxidului de carbon şi a apei în substanţă organică şi descompunerea apei cu eliberare de oxigen, sunt complexe şi multiple, cuprinzând trei procese principale: fotofosforilarea, fotoliza apei şi transformarea dioxidului de carbon în substanţă organică. Mai jos, prezentăm ecuaţia generală a procesului de fotosinteză. |
||
|
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2 + 686 kcal
|
||
|
Această reacţie este una de oxido-reducere, în care apa este oxidată iar dioxidul de carbon se reduce. În practică, procesul prin care se formează glucoză şi oxigen din dioxid de carbon şi din apă, nu poate avea loc fără participarea unor minerale (azot, potasiu, fosfor, ş.a.), care trebuie să existente în soluţiile care ajung în frunză (seva brută). Astfel, pentru ca fotosinteza să se desfăşoare, plantele au nevoie de - integritatea cloroplastelor, - o anumită intensitate luminoasă caracteristică fiecărei specii (o lumină prea slabă, dar şi prea puternică, inhibă fotosinteza), - temperatură optimă (temperatura prea mică sau prea mare, în funcţie de specie, frânează fotosinteza), - apă în cantităţi optime (apa este indispensabilă fotosintezei, însă nu şi dacă este în exces), - săruri minerale. |
||
|
Prof K. A. Timiriazev (1843-1920), de la Academia Agricolă din Moscova, instituţie care astăzi poartă numele savantului, afirma că plantele îndeplinesc o funcţie cosmică. Această afirmaţie se bazează pe funcţia fotosintetizantă îndeplinită de către plante, prin care energia radiantă este transformată în energie chimică, realizându-se o legătură energetică, între Pământ şi Soare. Cercetări mai recente au demonstrat şi alte legături cosmice stabilite de către plante, îndeosebi cu Luna (vezi lumina Lunii). |
||
|
Fără fotosinteză, troposfera ar conţine atât de puţin oxigen, încât animalele şi omul nu ar putea supravieţui. De asemenea, fotosinteza, este deosebit de importantă în contracararea poluării şi a efectului de seră. Se cunoaşte faptul că dioxidul de carbon este un poluant important, produs în cantităţi mari de către industrie, automobile, sursele de încălzire, etc. CO2 este şi principalul gaz cu efect de seră, deoarece absoarbe şi reţine spectrul luminos cald (razele infraroşii) . În cazul sintezei de glucoză, consumul dioxidului de carbon în raport cu eliminarea de oxigen, se desfăşoară cu randament de 100 % (moleculă la moleculă) la nivelul cloroplastelor plantelor verzi, graţie procesului de fotosinteză. Alte substanţe organice, se sintetizează cu un randament chiar mai bun, ceea ce însemnă că determină un consum mai mare de dioxid de carbon, la aceiaşi cantitate de oxigen eliberat. Acesta însemnă, că dacă Terra ar dispune de destulă masă verde, mai ales păduri, efectele globale ale poluării aerului ar fi minime. Dar, din păcate, se acţionează în sens contrar, despăduririle luând amploare. Reducerea noxelor şi a surselor generatoare de dioxid de carbon, fără luarea unor măsuri de creştere a masei foliare, lucru posibil de realizat doar prin reîmpădurirea unor suprafeţe importante, se constituie în jumătăţi de măsură, a căror eficacitate este limitată. Uzina naturală verde a Terrei, produce şi converteşte cantităţi imense de substanţă. Astfel, închiderea unor fabrici poluante, fără creşterea producţiei acestei uzine naturale, nu va rezolva în mod tranşant problemele stringente ale omenirii contemporane: modificările climatice, aerul curat, hrana, etc.. Citându-l pe Neamţu, 1997, redăm mai jos unele cifre ale "producţiei" fotosintezei. Într-un singur an, prin fotosinteză, se consumă 396.000.000.000 de tone de CO2, se eliberează în aer 288.000.000.000 de tone de O2, şi se formează 270.000.000.000 tone de glucoză. Un scenariu ipotetic cumplit al sfârşitului lumii, închipuit de regretatul prof. Neamţu de la Universitatea de Ştiinţe Agricole din Cluj, constă în proliferarea mondială a unui virus capabil să distrugă clorofila. În aceste condiţii, pe Terra ar supravieţui doar unele bacterii. Dar, dacă omenirea nu îşi va schimba direcţia la timp, activităţile sale distructive la adresa naturii, pot conduce la acelaşi rezultat. |
||
|
La plante, o importanţă deosebită prezintă raportul dintre oxigenul şi dioxidul de carbon [O/CO2] care este degajat în atmosferă. Valoarea acestui raport, numit şi cât respirator, dă indicaţii despre cantitatea de substanţă organică acumulată de către organismul vegetal. Se cunoaşte faptul că respiraţia plantelor este corelată cu degradările de substanţe organice, iar fotosinteza este legată de generarea de materie organică. Dacă în timpul fotosintezei, plantele elimină oxigen, atunci din contră, în urma respiraţiei, prin iniţierea catabolismului (fenomen caracterizat prin degradarea substanţelor în vederea obţinerii de energie), proces ce are loc preponderent noaptea, plantele degajă dioxid de carbon şi consumă oxigen. Prin respiraţie, plantele utilizează oxigenul liber din aer, apă sau sol, în procesele de oxidare a substanţelor organice. Astfel, prin oxidarea unei molecule de glucoză, se eliberează 675 kcal, după reacţia: |
||
|
C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + 675 kcal.
|
||
|
O/CO2 exprimă aşadar, o sinteză a raportului dintre fotosinteză şi respiraţie. Cu cât valoarea acestui raport va fi mai mare, cu atât planta va produce mai multă biomasă. |
||
|
|
POZIŢIE
|
||||
 |
||||
|
|
||||
|
|
||||
|
|
Fotosinteza
|
|||
|
|
|
TEME ASEMĂNĂTOARE
|
|
CUVINTE CHEIE
|
|
|