- משוואה כימית לפוטוסינתזה
- תהליך גלוקוזה
- תרכובות כימיות
- תאי עלים
- חלקים מתא הצמח
- גורמים המגבילים פוטוסינתזה
- עוצמת האור
- ריכוז פחמן דו חמצני
- טֶמפֶּרָטוּרָה
- הפניות
הנוסחה הפוטוסינתזה מסביר כיצד צמחים לקחת אנרגיה מהשמש ולהשתמש בו כדי להמיר פחמן דו חמצני ומים למולקולות הכרחי לצמיחה שלהם, כלומר, לתוך המזון.
כאן האלמנטים שמתערבים בתחילה הם פחמן דו חמצני ומים, שהופכים אחר כך לגלוקוז ולחמצן.
תהליך זה דורש התגובות כימיות מרובות, ולכן הוא יכול לבוא לידי ביטוי בנוסחה הכימית הבאה:
6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2
טרנספורמציה זו מתרחשת הודות לשכיחות אור השמש, המאפשרת לצמח להפוך את הפחמן הדו-חמצני והמים לחומרים המזינים להם הוא זקוק (גלוקוז) ולחמצן שמשתחרר כפסולת.
בתורו, היסודות הכימיים המוצגים בנוסחת הפוטוסינתזה נכנסים ויוצאים מתאי הצמח בתהליך דיפוזיה, המכונה אוסמוזה, המאפשר לצמח לקחת פחמן דו חמצני מהאוויר ולשחרר אותו. בהמשך חמצן אליו.
כשם שתרכובות האוויר נספגות ומשתחררות בתהליך האוסמוזה, אור השמש נלכד בזכות נוכחותו של פיגמנט ירוק המכונה כלורופיל.
משוואה כימית לפוטוסינתזה
ניתן לקרוא את המשוואה הכימית לפוטוסינתזה כדלקמן:
פחמן דו חמצני + מים (+ אור שמש) → גלוקוז + חמצן
חשוב לציין כי מעבר זה אפשרי רק הודות לשכיחות אור השמש הכלולה בנוסחה באופן זה, מכיוון שהוא אינו מהווה חומר בפני עצמו.
מצד שני, הדרך לנסח משוואה זו כימית תהיה דרך האיזון הבא:
6 CO2 + 6 H2O → C6H12O6 + 6 O2
איפה CO2 = פחמן דו חמצני; H2O = מים; C6H12O6 = גלוקוז; O2 = חמצן.
תהליך גלוקוזה
הגלוקוז נוצר מתערובת אטומי פחמן, מימן וחמצן. ברגע שהוא מיוצר בתהליך הפוטוסינתזה, ניתן להשתמש בו בשלושה דרכים שונות:
1 - ניתן להמיר אותו לכימיקלים הנדרשים לגידול תאי צמחים, כגון תאית.
2 - ניתן להמיר אותו לעמילן, מולקולת אחסון שיש לה את היכולת להמיר חזרה לגלוקוז, למקרה שהצמח יזדקק לכך.
3 - ניתן לפרק אותו במהלך תהליך ההנשמה, ומשחרר את האנרגיה המאוחסנת במולקולות שלו.
תרכובות כימיות
צמחים צריכים לקחת מספר יסודות כימיים בכדי להישאר בחיים ובריאים. החשובים ביותר הם פחמן, מימן וחמצן.
מימן וחמצן נלקחים ממים ואדמה, לעומת זאת, פחמן וחמצן נלקחים מפחמן דו חמצני וחמצן שנמצאים באטמוספירה.
מים ופחמן דו חמצני משמשים לסינתזה של מזון במהלך פוטוסינתזה. חמצן נחוץ בכדי לשחרר אנרגיה מהמזון בתהליך הנשימה של הצמח.
בנוסף לשלושת האלמנטים הבסיסיים המצוינים בנוסחת הפוטוסינתזה, ישנם תרכובות מינרליות אחרות שכל הצמחים נדרשים כדי לגדול באופן בריא.
אלה נספגים על ידי השורשים כאשר יונים מומסים במי האדמה. שניים מהיונים המינרלים הללו הם חנקות ומגנזיום.
ניטראט חיוני לייצור חומצות אמינו בתהליך הפוטוסינתזה. חומצות אמינו, בתורן, הן המאפשרות לייצר חלבונים. מגנזיום מצידו הכרחי לייצור כלורופיל.
צמחים שעליהם הופכים לצבעים שאינם ירוקים עוברים כנראה שלב מחסור במינרלים ותהליך הפוטוסינתזה לא יבוצע בהצלחה.
תאי עלים
צמחים, כמו כל היצורים החיים בעולם, צריכים להאכיל. מסיבה זו הם משתמשים בתהליך הפוטוסינתזה כדי להמיר תרכובות כימיות כמו פחמן דו חמצני ומים לגלוקוז שהם זקוקים כדי שהתאים שלהם יגדלו ויתפתחו.
באותו אופן, תהליך פוטוסינתזה זה בר-קיימא רק בזכות פעולת התאים הממוקמים בעלים של צמחים, כאשר חומר הנקרא כלורופיל מאפשר לאגור את אנרגיית השמש ולהשתמש בה כדי להפוך תרכובות כימיות שנלקחו מהאוויר.
הכלורופיל עשיר בכלורופלסטים ואנזימים המאפשרים לתאי העלים להגיב במהלך תהליך הפוטוסינתזה.
חלקים מתא הצמח
התא מורכב ממספר חלקים הממלאים תפקיד מהותי בתהליך הפוטוסינתזה. חלק מהחלקים הללו הם כדלקמן:
- כלורופלסטים: מכילים את הכלורופיל והאנזימים הנחוצים לתגובה הכימית של הפוטוסינתזה.
- גרעין: בתוכו ה- DNA עם המידע הגנטי של הצמח המשמש את האנזימים בתהליך הפוטוסינתזה.
- קרום התא: המחסום החדיר הוא המסדיר את מעבר הגזים והמים הן לחדור והן לעזיבת התא.
- Vacuole: מאפשר לתא להישאר איתן.
- ציטופלזמה: זה המקום בו מיוצרים חלק מהאנזימים והחלבונים המשמשים במהלך התהליך הכימי של הפוטוסינתזה.
גורמים המגבילים פוטוסינתזה
ישנם שלושה גורמים שיכולים להגביל את התגובה הכימית של הפוטוסינתזה: עוצמת האור, ריכוז הפחמן הדו-חמצני והטמפרטורה.
עוצמת האור
כשאין מספיק אור, צמח אינו יכול לבצע את תהליך הפוטוסינתזה ביעילות, לא משנה שיש מספיק מים ופחמן דו חמצני בסביבה.
לכן הגדלת עוצמת האור תגדיל מיד את מהירות תהליך הפוטוסינתזה.
קשר פוטוסינתזה ועוצמת אור
ריכוז פחמן דו חמצני
לפעמים התהליך הכימי של הפוטוסינתזה מוגבל על ידי ריכוז הפחמן הדו-חמצני באוויר. אפילו עם הרבה אור שמש ומים, צמח אינו יכול לבצע פוטוסינתזה ללא מספיק פחמן דו חמצני באוויר.
קשר פוטוסינתזה וריכוז פחמן דו חמצני
טֶמפֶּרָטוּרָה
כאשר הטמפרטורה נמוכה מאוד, פוטוסינתזה מתרחשת לאט יותר. באופן דומה, צמחים אינם יכולים לבצע פוטוסינתזה כאשר הטמפרטורה גבוהה מאוד.
פוטוסינתזה ויחסי טמפרטורה
הפניות
- (2014). מַדָע. נלקח מאיך הצמחים מייצרים אוכל: bbc.co.uk.
- הלמנסטין, א.מ. (פרובארי 13, 2017). מחשבה. נשלח מהמשוואה הכימית המאוזנת לפוטוסינתזה?: Thoughtco.com.
- Matalone, S. (2017). com. נשלח מהמשוואה הכימית המאוזנת לפוטוסינתזה: study.com.
- (2017). חינוך פוטוסינתזה. נלקח מהפוטוסינתזה לילדים: photosynthesiseducation.com.
- ולוז, ל '(24 באפריל 2017). מדע. נשלף ממה הם התגובות לפוטוסינתזה?: Sciencing.com.