Fotosynteza

CZYNNIKI FOTOSYNTEZY
FOTOSYNTEZA to proces endoenergetyczny polegający na syntezie związków organicznych z CO2 i H2O – związków nieorganicznych, przy udziale energii świetlnej słońca i barwników asymilacyjnych np. chlorofilu. Chlorofil jest transportem energii słonecznej, która jest przez niego zamieniana na chemiczną z wydzieleniem tlenu.

Aby zaszedł proces fotosyntezy muszą być spełnione następujące czynniki:

STĘŻENIE CO2
Źródłem węgla jest CO2 z atmosfery i wody, jest on pobierany w postaci jonów HCO3
u roślin wodnych i H2CO3. Jeżeli w atmosferze jest go 2,1 * 1012 T to jest to ilość wystarczająca do zaspokojenia zapotrzebowania roślin, na 1 km2 daje to 4 kg CO2. Gdyby C nie był uzupełniany to ta ilość wystarczyłaby na 35 lat, CO2 uzupełniają : wybuchy wulkanów, przemysł, procesy oddychania roślin, zwierzą i ludzi, C dostaje się do rośliny przez aparaty szparkowe.

TEMPERATURA
Fotosynteza zachodzi w temperaturze dodatniej, niektóre rośliny afrykańskie nie zasymilują CO2 w temperaturze +5OC, rośliny w Polsce asymilują CO2 przy temperaturze poniżej 0OC, w miarę wzrostu temperatury wzrasta intensywność fotosyntezy, temperatura optymalna to 20-30OC, powyżej tej temperatury występuje spadek intensywności fotosyntezy, w temperaturze wyższej niż 45OC następuje jej zatrzymanie, a w temperaturze 50OC śmierć komórek.

WODA
Substancja wyjściowa dostarczająca H do redukcji CO2 co prowadzi do powstania heksosy, obniżenie bilansu wodnego rośliny powoduje zamknięcie aparatów szparkowych i zahamowanie natężenia asymilacji CO2,
H2O – jest bardzo ważna, ponieważ wchodzi w reakcje – jest substratem

ŚWIATŁO
Źródło energii świetlnej zamienianej na promienie i kolejnie na energię chemiczną, która służy do fotosyntezy, natężenie światła wyraża się w luksach, ilość w jednostkach czasu na jednostki powierzchni, światło w słoneczne dni ma natężenie 100 tyś. luksów, długość fali wynosi 400-700 nanometrów. Wyróżniamy barwy:
- fioletowe: 380 – 400 tyś nanometrów
- niebieskie: 400 – 450 tyś
- zielone: 490 – 540 tyś
- żółte: 540 – 580 tyś
- czerwone: 600 – 700 tyś

Nie biorą udziału w fotosyntezie:
- podczerwień: powyżej 700 tyś
- ultrafiolet: poniżej 380 tyś

Najbardziej wydajna do fotosyntezy jest czerwone, jego intensywność zależy od długości fali. Rośliny dzielimy na
- światłolubne (drzewa owocowe, sosna, pomidory)
- ciemnolubne (paproć, bluszcz)

BARWNIK
Wyróżniamy 4 typy chlorofilu: a, b, c, d
Stosunki ilościowe chlorofilu zależą od ilości naświetlenia: rośliny ciemnolubne mają więcej chlorofilu b, światłolubne – a, a wodne – c i d.

W skład każdego barwnika wchodzą:
- białka 30-50 %
- tłuszcze 8-30 %
- barwniki fotosyntetyczne 10 – 20 %
- DNA (inne niż jądrowe)
- RNA

U roślin wodnych żyjących głębiej są barwniki - ksantofile – bo do nich nie dochodzi promieniowanie czerwone tylko niebiesko-filotowe; u brunatnic i krasnorostów występują barwniki fikobilina i chlorofil, widoczna jest strefowość: wyżej są glony z chlorofilem, niżej brunatnice, najniżej krasnorosty ( czerwone )

WIEK ROŚLINY
W młodym i bardzo starym liściu natężenie fotosyntezy jest niższe; w dojrzałym liściu jest normalnie, w liściu żółknącym spada do 0.

UKŁAD CHLOROPLSTÓW
- parastrofia – w układzie tym liście są wystawione silne działanie promieni słonecznych, chloroplasty są wzdłuż ścian komórek równolegle do promieniowania
- epistrofia – mało światła, miejsca zaciemnione, ustawione prostopadle do promieniowania.

KSZTATŁ LIŚCI
- np. rośliny iglaste: igły długie, wąskie, więc mało ciałek zieleni
- rośliny okrytonasienne: blaszki liściowe, więc ilość chloroplastów jest większa