Augalams, kaip ir 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.
Nuo Saulės šviesos priklauso, kiek energijos augalai gali paversti į gliukozę, tad iš pagrindų svarbu suprasti, kaip šviesos intensyvumas veikia fotosintezės greitį. Fotosintezės metu lapai sugeria šviesą, siurbia vandenį iš šaknų ir įtraukią iš oro anglies dioksidą; šviesos energiją lapai naudoja vandeniliui ir anglies dioksidui paversti gliukoze. Deguonis yra šalutinis produktas, o gliukozė išnešiojama po visą augalą.
Nuo šviesos priklausančios reakcijos
Nuo šviesos priklausančios reakcijos vyksta tilakoidų membranose, kur yra chlorofilo bei karotinoidų. Pigmentai šviesą gali sugerti, atspindėti arba perduoti vienas kitam. Šie pigmentai sugeria violetinę, mėlyną ir raudoną šviesą geriau negu kito bangos ilgio šviesos. Vienas chlorofilo atspindi, o kitas - žalsvas spalvas, todėl mes matome lapų žalią spalvą. Dėl tos pačios priežasties karotinoidai mums atrodo geltoni ir oranžiniai.
Šviesos intensyvumas ir greitis
- Nuo šviesos priklausančios reakcijos - šviesos energijos sugėrimo reakcijos. Jų metu tilakoidų membranų pigmentų sugerta energija panaudojama į sužadinimą ir vandens hidrolizę, todėl sintetinami angliavandeniai.
- Šviesos nepriklausančios reakcijos (Kalvino ciklas) - vyksta be tiesioginės šviesos priklausomybės, jų eigą reguliuoja iš anksto sukurtos energijos atsargos.
Eksperimentiniais duomenimis, kuo didesnis šviesos intensyvumas, tuo greičiau vyksta fotosintezė. Tačiau tik iki tam tikros ribos: per didelė šviesos intensyvumas gali būti sužalojamas, o augalai nebegali dar efektyviau vykdyti reakcijų. Visualiai galima pastebėti, kad augalai efektyviau kaupia gliukozę, kai ilgesnė dalis šviesos yra įsisavinama.
Lapų sandara ir fotosintezė
Daugumoje augalų fotosintezė vyksta lapuose. Lapai dažnai išsidėsto taip, kad neuždengtų vienas kito ir nepraleistų šviesos. Viršuje yra epidermio ląstelės, o po jų - gyvelyniai chloro plastų turintys ląstelių sluoksniai. Geluonys paveikti chloroplastų, kuriuose vyksta pagrindiniai fotosintezės procesai. Lapo viduje esančios stomos (žiojotos) reguliuoja dujų mainus ir vandens netekimą, o transpiracija padeda pakelti vandens stiebą į lapus.
Taip pat skaitykite: Fotosintezės veiksniai
Chloroplastai - pagrindinės fotosintezės “elektronų kolektoriai”. Juose yra tilakoidai, kurie sudaro granas. Tilakoidų membranos talpina chlorofilą ir kitas spalvų pigmentines medžiagas. Iš šių pigmentų sugerta energija įjungia vandens molekulių elektronus į sužadinimo būseną ir leidžia susidaryti gliukozei bei kitoms angliavandenėms.
Žiotelės, vandens netekimas ir transportavimas
Žiotelės - tai mikroskopinės angos lapo paviršiuje, kurios reguliuoja CO2 įsisavinimą ir vandens netekimą. Dienos šviesoje jos pilnai atsiveria ir leidžia vandeniui garuoti. Vanduo keliauja iš šaknų per gyslą į lapus, kur jį panaudoja fotosintezei. Pagaminta gliukozė turi būti išnešiojama po visą augalą: ji pirmiausia paverčiama sacharoze ir paskui platinama per karnienos indus. Augalai gliukozę naudoja tiek kaip energijos šaltinį, tiek kaip pradmenį kitoms medžiagoms - pavyzdžiui, celiuliozei ir krakmolui.
Papildomi eksperimentai ir augalų atsakas
Eksperimentai rodo, kad fotosintezės greitis tiesiogiai priklauso nuo šviesos intensyvumo. Vienas dažnai minimas eksperimentas naudoja elodėjos šakelę, vandens, soda tirpalą ir lempos atstumą nuo šakelės. Rezultatas - kuo šviesa intensyvesnė, tuo greičiau susidaro dujų burbuliukai ir didėja fotosintezės greitis. Taip pat atliktas krakmolo susidarymo eksperimentas: po fotosintezės laikotarpiu ant lapo palikta tik krakmolo žymė, kuri rodo, kad fotosintezė buvo aktyvi ir susidarė krakmolas.
Žemėlapio įtaka gyvybei
Fotosintezės procesas - gyvybiškai svarbus Žemei: jei Saulė užgestų, augalai sustotų, tada su jais sustotų ir gyvybė visoje ekosistemoje. Deguonis, kuriuo kvėpuoja visi aerobiniai organizmai, taip pat atsiranda dėl fotosintezės. Be šio proceso gyvybė Žemėje labai pasikeistų.
| Svarbiausios sąvokos | Trumpas apibūdinimas |
|---|---|
| Fotosintezė | Saulės radiacijos pavertimas chemine energija ir gliukoze |
| Tilakoidai | Membraniniai dariniai chloroplastuose, pigmentų kaupimo vieta |
| Chlorofilas | Pagrindinis pigmentas, sugeriantis raudoną, mėlyną ir violetinę šviesą |
| Žiotelės | Gausus CO2 įsisavinimas ir vandens išgaravimas reguliavimas |
| Kalvino ciklas | Nepaprastosios šviesos reakcijos - angliavandeniai gaminami be tiesioginės šviesos |
Aprašymas/ Turinys: Fotosintezės reakcijos greičio priklausomybė nuo šviesos intensyvumo. Priemonės ir medžiagos: elodėjos šakelė, vanduo, geriamoji soda, cilindro formos stiklinė, laikrodis, stalinė lempha, liniuotė, sąvaržėlė, skalpelis. Išvada: kuo šviesa intensyvesnė, tuo fotosintezė vyksta greičiau. Eksperimentai rodo, kad šviesa yra būtina sąlyga fotosintezei, o jos intensyvumas tiesiogiai įtakoja proceso greitį.
Taip pat skaitykite: temperatūros įtaka augalų fotosintezei
Eksperimentai ir papildomi duomenys pateikti su tiksliais metodais: skaičiuojami dujų burbuliukai, palyginami atstumai nuo šviesos šaltinio ir kartojami bandymai. Taip pat tyrimai apie krakmolo susidarymą ir spalvų pokyčius lapuose rodo, kad fotosintezė iš tiesų yra šviesos priklausomas procesas, o jos intensyvumas didina reakcijos greitį.Kalvino ciklas
Taip pat skaitykite: Reakcijos greitis fotosintezėje
tags: #fotosintezes #greicio #priklausomybe #nuo #sviesos #greicio