فتوسنتز چیست ؟

فتوسنتز فرآیندی است که توسط گیاهان، جلبک ها و باکتری های خاص برای دریافت انرژی از نور خورشید و تبدیل آن به انرژی شیمیایی استفاده می شود. گیاهان از نور آفتاب، آب و گازهای موجود در هوا برای ساختن گلوکز استفاده می کنند که نوعی قند برای زنده ماندن گیاهان است. این فرآیند فتوسنتز نام دارد و توسط همه گیاهان، جلبک ها و حتی برخی میکروارگانیسم ها و باکتری ها نیز انجام می شود. حال که متوجه شدید فتوسنتز چیست بد نیست با نحوه انجام فرآیند و انواع آن در گیاهان نیز آشنا شوید.

عمل فتوسنتز در گیاهان چگونه انجام می شود ؟

درست مانند انسان ها، گیاهان نیز برای زنده ماندن باید گازها را مصرف کنند. حیوانات نیز از طریق فرآیندی به نام تنفس، گازها را دریافت می کنند. در طی فرآیند تنفس، حیوانات تمام گازهای موجود در جو را استنشاق می کنند، اما تنها گازی که حفظ می شود و بلافاصله بازدم نمی شود، اکسیژن است. اما گیاهان از گاز دی اکسید کربن برای فتوسنتز استفاده می کنند.

در داخل سلول گیاه، اندامک های کوچکی به نام کلروپلاست وجود دارد که انرژی نور خورشید را در خود ذخیره می کنند. در غشای تیلاکوئید کلروپلاست، یک رنگدانه جذب نور به نام کلروفیل وجود دارد که وظیفه دارد رنگ سبز را به گیاه بدهد. در حین عمل فتوسنتز، کلروفیل انرژی حاصل از امواج آبی و قرمز نور خورشید را جذب می کند و نور سبز را منعکس می کند که این کار باعث می شود  تا گیاه به رنگ سبز ظاهر شود.

در عمل فتوسنتز چه چیزی مصرف و چه چیزی تولید می شود؟

در حیت عمل فتوسنتز، از نور برای تبدیل دی اکسید کربن و آب به گلوکز و اکسیژن استفاده می شود. در واقع می توان گفت که در فرآیند فتوسنتز، دی اکسید کربن و آب مصرف و گلوکز و اکسیژن تولید می شوند.

انواع فتوسنتز در گیاهان

به طور کلی دو نوع فتوسنتز وجود دارد. فتوسنتز وابسته به نور و فتوسنتز مستقل از نور.

فتوسنتز وابسته به نور

فتوسنتز وابسته به نور در داخل غشای تیلاکوئید اتفاق می افتد و به یک جریان ثابت از نور خورشید نیاز دارد، از این رو این واکنش وابسته به نور است. در این روش، کلروفیل انرژی را از امواج نور جذب می کند و این انرژی در قالب مولکول های ATP و NADPH به انرژی شیمیایی تبدیل می شوند.

فتوسنتز مستقل از نور

این روش از فتوسنتز، که با نام چرخه کالوین نیز شناخته می شود، در فضای بین غشای تیلاکوئید و غشاء کلروپلاست اتفاق می افتد و نیازی به نور ندارد، از این رو گیاه در این روش از انرژی مولکول های ATP و NADPH برای جمع آوری مولکول های کربوهیدرات مانند گلوکز استفاده می کند.

چرا فتوسنتز برای ما مهم است ؟

فتوسنتز برای حیات و زندگی انسان ها و حیوانات در کره زمین بسیار مهم است. فتوسنتز فرآیندی است که به واسطه آن تقریبا تمام انرژی موجود در زیست کره در دسترس موجودات زنده قرار می گیرد. موجودات فتوسنتزی، پایه ای از شبکه های خوراکی زمین را تشکیل می دهند و علاوه بر این، تقریبا عمده اکسیژن موجود در جو، از طریق فرآیند فتوسنتز ایجاد می شود. اگر فرآیند فتوسنتز متوقف شود، در مدت زمان کوتاهی، مواد آلی روی زمین دیگر وجود نخواهد داشت و بیشتر ارگانیسم ها از بین می روند و جو زمین در نهایت عاری از اکسیژن خواهد شد.

فواید فتوسنتز چیست ؟

• فتوسنتزمنبع شماره یک تولید اکسیژن موجود در جو است.
• فتوسنتز به چرخه گردش هوا بین زمین، اقیانوس ها و گیاهان کمک می کند.
• فتوسنتز به ایجاد همزیستی مسالمت آمیز میان گیاهان، انسان ها و حیوانات کمک می کند.
• فتوسنتز به طور مستقیم یا غیرمستقیم روی زندگی و حیات موجودات کره زمین تاثیر می گذارد.
• فتوسنتز به عنوان فرآیند اولیه تولید انرژی در درختان و گیاهان عمل می کند.

عوامل موثر بر فتوسنتز چیست ؟

عوامل مختلفی می توانند بر میزان فتوسنتز یک گیاه تاثیر بگذارند، این عوامل عبارتند از:

• شدت نور
• غلظت دی اکسید کربن
• درجه حرارت
• میزان کلروفیل

شدت نور

بدون نور کافی، یک گیاه نمی تواند خیلی سریع فتوسنتز کند. یک گیاه  حتی اگر مقدار زیادی آب و دی اکسید کربن داشته و در دمای مناسبی قرار داشته باشد، بدون نور کافی نمی تواند به خوبی عمل فتوسنتز را انجام دهد. با افزایش شدت نور، سرعت فتوسنتز نیز افزایش می یابد. در شدت نور بسیار زیاد، فتوسنتز کند شده و سپس مهار می شود، اما شدت نور موجود در طبیعت معمولا در حد نرمالی قرار دارد.

غلظت دی اکسید کربن

دی اکسید کربن با آب یکی از واکنش دهنده های فتوسنتز است. اگر غلظت دی اکسید کربن افزایش یابد، بنابراین میزان فتوسنتز نیز افزایش می یابد. البته افزایش بیش از حد غلظت دی اکسید کربن باعث سرعت بیشتر فتوسنتز نمی شود و این افزایش باید در یک رنج متعادل قرار داشته باشد، اما به طور کلی می توان گفت که اگر غلظت دی اکسید کربن افزایش یابد، میزان سرعت فتوسنتز نیز افزایش می یابد.

درجه حرارت

ميزان فتوسنتز شدیدا تحت تاثير دما قرار دارد. در دماهای پایین، فتوسنتز با سرعت پایین تری انجام می شود و در دماهای بالا، سرعت فرآیند فتوسنتز افزایش می یابد.

کلروفیل

کلروفیل، نور مورد نیاز برای تبدیل دی اکسید کربن و آب را به گلوکز، از خورشید جذب می کند. کلروفیل سبز است، بنابراین قسمت های قرمز و آبی طیف الکترومغناطیسی نور خورشید را جذب می کند و قسمت سبز طیف نور خورشید را منعکس می کند. گیاهانی با کلروفیل بیشتر، قادر به جذب نور بیشتری برای فتوسنتز هستند.

باکتری های فتوسنتز کننده چه باکتری هایی هستند ؟

انواع خاصی از باکتری ها هستند که حاوی رنگدانه های جذب نور و مراکز واکنش هستند که آنها را قادر می سازد تا انرژی نور خورشید را به انرژی شیمیایی تبدیل کنند. سیانوباکتریها حاوی کلروفیل هستند در حالی که سایر اشکال باکتری ها حاوی باکتریوکلروفیل هستند. اگرچه باکتری کلروفیل شبیه کلروفیل است، اما نورهایی با طول موج بیشتر را نسبت به کلروفیل جذب می کند. باكتری كلروفيل a، شايع ترين شكل باكتری كلروفيل است، اما فرم های ديگر آن شامل b، c،d ، e، f و g می باشد.

سیانوباکتری ها با استفاده از آب و به روش مشابه گیاهان، فتوسنتز را انجام می دهند. این باکتری های فتوسنتزی، در حال حاضر در کاربردهای گوناگونی مورد استفاده قرار می گیرند که شامل تصفیه آب، تولید کودهای کشاورزی، خوراک دام و طیور و کاربردهای متنوع دیگر می باشند.