การดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตบนโลก รวมทั้งมนุษย์ เป็นไปไม่ได้หากไม่มีการหายใจ โดยการบริโภคออกซิเจนจากสิ่งแวดล้อม บุคคลหายใจออกก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ตามทฤษฎีแล้ว ก๊าซสำคัญนี้น่าจะสิ้นสุดแล้ว อย่างไรก็ตามมวลอากาศจะถูกเติมเต็มอย่างต่อเนื่อง ปฏิกิริยาดังกล่าวเกิดขึ้นได้เพราะในระหว่างการหายใจ พืชจะปล่อยออกซิเจน O2 พืชทุกชนิดเป็นพืชออโตโทรฟ ซึ่งเปลี่ยนองค์ประกอบทางเคมีของเปลือกโลกให้เป็นส่วนประกอบของสัตว์ป่า โดยปล่อยออกซิเจน ดังนั้นหากปราศจากการมีส่วนร่วม การมีอยู่ของสิ่งมีชีวิตบนโลกก็จะเป็นปัญหา
แนวคิดและปัจจัยการสังเคราะห์แสง
โดยการบริโภคแสงแดด พืชจะปล่อยออกซิเจนผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสง ในเวลาเดียวกัน พวกมันผลิตองค์ประกอบที่ประกอบด้วยคาร์บอนต่าง ๆ ที่สิ่งมีชีวิตทางชีววิทยาบริโภค
ตัวแทนของพืชมีสารสี - คลอโรฟิลล์ซึ่งเปลี่ยนเป็นสีเขียว ส่วนประกอบนี้จับรังสีของดวงอาทิตย์ ด้วยเหตุนี้การสังเคราะห์แสงจึงเกิดขึ้นในพืชซึ่งถูกค้นพบอย่างเป็นทางการในปี พ.ศ. 2314 คำว่าตัวเองมีต้นกำเนิดต่อมา - ในปี พ.ศ. 2420
ปัจจัยบังคับในการทำปฏิกิริยาคือการดูดกลืนแสงแดดหรือแสงที่คลอโรฟิลล์สร้างขึ้นเทียม อย่างไรก็ตาม คลื่นอัลตราไวโอเลตตามธรรมชาติที่เล็ดลอดออกมาจากดวงอาทิตย์มีผลดีต่อสิ่งมีชีวิตมากที่สุด ในละติจูดพอสมควร การกระตุ้นการสังเคราะห์แสงในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาตินั้นเกิดขึ้นในฤดูร้อน เนื่องจากช่วงเวลากลางวันจะยาวนานกว่า และพืชก็มียอดและใบสีเขียวที่จะเหี่ยวเฉาในฤดูใบไม้ร่วงด้วย
ในการใช้การเปลี่ยนแปลงที่ซับซ้อนนี้ นอกเหนือจากการแผ่รังสีดวงอาทิตย์และคลอโรฟิลล์แล้ว CO2, H2O และองค์ประกอบแร่เป็นสิ่งจำเป็น ซึ่งส่วนใหญ่สกัดจากดินทางราก
สถานที่ดำเนินการ
การสังเคราะห์แสงเกิดขึ้นภายในเซลล์พืช ในออร์แกเนลล์ขนาดเล็ก - คลอโรพลาสต์ พวกเขามีคลอโรฟิลล์รงควัตถุซึ่งทำให้พวกเขามีสีเขียว
การเปลี่ยนแปลงที่ยากลำบากนี้ส่วนใหญ่เกิดขึ้นในใบสีเขียวเช่นเดียวกับในผลสีเขียวหน่อ ปริมาณคลอโรฟิลล์สูงสุดจะพบในใบ เนื่องจากพื้นที่ขนาดใหญ่ช่วยให้คุณดูดซับแสงได้มาก จึงมีพลังงานสำหรับปฏิกิริยามากขึ้น
ขั้นตอนเป็นอย่างไร
กระบวนการเปลี่ยนสารในพืชที่ผลิตออกซิเจนค่อนข้างซับซ้อน อย่างแรก พืชจับรังสีของดวงอาทิตย์ด้วยความช่วยเหลือของคลอโรฟิลล์ ในขณะเดียวกัน มันก็ดูดน้ำจากดินที่มีรากซึ่งมีแร่ธาตุหลายชนิดกิน CO2 จากอากาศและน้ำคลอโรฟิลล์แปลง H2O ธาตุและ CO2 เป็นสารประกอบอินทรีย์ ขณะนี้พืชปล่อยออกซิเจนสู่ชั้นบรรยากาศและบางส่วนก็หายใจออก
การสังเคราะห์แสงประกอบด้วยสองขั้นตอนที่พึ่งพากัน แต่ต่างกันโดยสิ้นเชิง: แสงและความมืด ระยะแรกจะดำเนินการในที่มีแสงเท่านั้นโดยที่เป็นไปไม่ได้ สำหรับความมืด การคงอยู่ของ CO2.
เฟสเบา
เงื่อนไขที่แน่นอนสำหรับการดำเนินการตามกระบวนการในขั้นตอนนี้คือการมีอยู่ของแสงซึ่งกระตุ้นคลอโรฟิลล์ ในกรณีนี้ ตัวหลังแยกโมเลกุลของน้ำออกเป็น H2 และ O2 ทุกอย่างเกิดขึ้นภายในคลอโรพลาสต์ ในช่องที่จำกัดเมมเบรน - ไทลาคอยด์ เป็นผลให้ ATP สารประกอบอินทรีย์ถูกสังเคราะห์ขึ้นซึ่งเป็นแหล่งพลังงานชนิดหนึ่งในกระบวนการทางชีววิทยา ถึงเวลาที่พืชจะปล่อยออกซิเจน
ดาร์กเฟส
ดำเนินการในสโตรมาของคลอโรพลาสต์และเรียกว่ามืด เพราะที่นี่กระบวนการสามารถดำเนินต่อไปได้โดยไม่มีแสง ซึ่งก็คือ ตลอดเวลา
ประการแรก จำเป็นต้องมีการดูดซับและการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์จากสิ่งแวดล้อมอย่างต่อเนื่อง จากนั้นจึงเกิดการเปลี่ยนแปลงหลายครั้ง ซึ่งจบลงด้วยการก่อตัวของกลูโคส (น้ำตาลธรรมชาติ) กรดอะมิโน กรดไขมัน กลีเซอรอล และสารประกอบอินทรีย์ที่สำคัญอื่นๆ พลังงานสำหรับปฏิกิริยาที่จะเกิดขึ้นนั้นมาจาก ATP และ NADP-H2 ที่สร้างขึ้นในช่วงแสง
ลมหายใจพืช
ในฐานะตัวแทนของสิ่งมีชีวิต พืชหายใจอีกทั้งดูดซับและปล่อยทั้ง O2 และคาร์บอนไดออกไซด์ เฉพาะในพืชเท่านั้น ในระหว่างกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง CO2 จะถูกบริโภคและปล่อย O2 เป็นที่น่าสังเกตว่ามีการให้ออกซิเจนมากกว่าที่ใช้สำหรับการหายใจ ดังนั้น ในปริมาณแสงทั้งหมด พืชจะปล่อยออกซิเจนเป็นหลักโดยการดูดซับ CO2 ในเวลาเดียวกัน กระบวนการหายใจก็เกิดขึ้นเช่นกัน แต่การบริโภค O2 และการกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์จะเกิดขึ้นในระดับที่เล็กกว่ามาก
ตามกฎแล้ว ในความมืด พืชจะดูดซับออกซิเจนและปล่อยคาร์บอนไดออกไซด์ นั่นคือพวกมันหายใจ พืชจึงไม่มีระบบหายใจ ดูดซับออกซิเจนจากพื้นผิวทั้งหมด ส่วนใหญ่มาจากใบ
พืชที่ปล่อยออกซิเจนในความมืด
พืชส่วนใหญ่ปล่อยออกซิเจนในแสงอย่างกระฉับกระเฉง ในทางกลับกัน หากขาดออกซิเจนก็จะกินออกซิเจน ด้วยเหตุนี้จึงไม่แนะนำให้วางไว้ในห้องนอน แต่สำหรับพืชบางชนิด ทุกสิ่งทุกอย่างกลับกลายเป็นตรงกันข้าม
ตัวอย่างเช่น Kalanchoe ไทรของเบนจามินและกล้วยไม้ให้ O2 ตลอดเวลาของวัน พืชที่ปล่อยออกซิเจนในตอนกลางคืน ได้แก่ ว่านหางจระเข้ซึ่งฆ่าเชื้อในอากาศจากจุลินทรีย์และดึงสารอันตรายออกมา ทุกคนคงรู้เกี่ยวกับคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์ของไม้อวบน้ำอันเป็นเอกลักษณ์นี้
สิ่งกรองสิ่งแวดล้อมที่แข็งแกร่งที่สุดคือ sansevieria ซึ่งช่วยเสริมสร้างระบบภูมิคุ้มกันของผู้คน สายพันธุ์นี้ยังรวมถึงเจอเรเนียมที่สามารถทำลายใด ๆแบคทีเรียและแม้แต่ไวรัสบางชนิด มีคุณสมบัติเป็นยาแก้ซึมเศร้า: กลิ่นสามารถบรรเทาโรคประสาท นอนไม่หลับ ความเครียด และความตึงเครียดทางประสาท
ความสำคัญของการสังเคราะห์แสงสำหรับโลกของเรา
ตามที่นักวิทยาศาสตร์บอก ดาวเคราะห์โลกก่อตัวขึ้นจากเนบิวลาสุริยะ และในขั้นต้นไม่มีออกซิเจนในบรรยากาศของมัน การเกิดขึ้นของก๊าซสำคัญดังกล่าวเกิดขึ้นได้อย่างแม่นยำเนื่องจากการสังเคราะห์ด้วยแสง เป็นผลให้การหายใจด้วยออกซิเจนปรากฏขึ้นซึ่งมีอยู่ในสิ่งมีชีวิตเกือบทั้งหมด ออกซิเจนมีส่วนทำให้เกิดการป้องกันตามธรรมชาติของดาวเคราะห์จากรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ - ชั้นโอโซน สถานการณ์นี้สนับสนุนวิวัฒนาการ: การปล่อยสิ่งมีชีวิตจากมหาสมุทรสู่พื้นดิน
พืชที่ผลิตออกซิเจนก็ต้องใช้คาร์บอนไดออกไซด์จากชั้นบรรยากาศด้วยเช่นกัน CO2 ที่มากเกินไปทำให้เกิดภาวะเรือนกระจกที่ไม่เอื้ออำนวยต่อสภาพอากาศและสิ่งมีชีวิต
ในกรณีที่ไม่มีการสังเคราะห์ด้วยแสง ก็จะมี CO2 มากเกินไปในชั้นบรรยากาศของโลก เป็นผลให้สิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ไม่สามารถหายใจและตายได้ การสังเคราะห์ด้วยแสงกำหนดความเสถียรขององค์ประกอบก๊าซของเปลือกบรรยากาศของโลก ต้นไม้เป็นปอดของโลกของเรา ดังนั้นจึงเป็นสิ่งสำคัญมากที่จะปกป้องพวกเขาจากการตัดไม้ทำลายป่าและไฟ และปลูกพืชผักมากขึ้นในการตั้งถิ่นฐาน
คุณค่ามหาศาลของการสังเคราะห์ด้วยแสงอยู่ที่ข้อเท็จจริงที่ว่าสารประกอบอินทรีย์ต่างๆ เกิดขึ้นจากแร่ธาตุอย่างง่าย ปรากฎว่าทุกอย่างชีวิตบนโลกเกิดจากการดำรงอยู่ของมันด้วยกระบวนการที่น่าอัศจรรย์นี้
นอกจากนี้ พืชยังถูกกินโดยสัตว์จำนวนมากอีกด้วย สารประกอบอินทรีย์ที่สร้างและสะสมโดยพืชยังเป็นอาหารและเป็นแหล่งพลังงานอีกด้วย กว่าพันล้านปีที่สะสมอินทรียวัตถุจำนวนมาก (น้ำมัน ถ่านหิน และอื่นๆ) สะสมอยู่ในส่วนลึกของโลก
ผู้คนใช้ผลิตภัณฑ์จากการสังเคราะห์แสงไม่เพียงแต่ในอาหารและการรักษา แต่ยังใช้ในกิจกรรมทางเศรษฐกิจเป็นวัสดุก่อสร้างและวัตถุดิบต่างๆ