Fotosintētiskais uzturs veselībai un dzīvībai

Fotosintētiskais uzturs veselībai un dzīvībai

Dzīvie organismi pastāvīgi ķīmiski reaģē, kā rezultātā viņu ķermeņos notiek enerģijas izmaiņas. Visas šīs reakcijas un izmaiņas sauc par vielmaiņu. Pamatā vielmaiņa sastāv no diviem procesiem: sarežģītu ķermeņa vielu sintēzes vai uzbūves no vienkāršākiem komponentiem un enerģijas un šo sarežģīto vielu un enerģijas sadalīšanās vai sadalīšanās. Pirmais process ir pazīstams kā anabolisms, bet otrais - katabolisms.

Viena no galvenajām dzīvo organismu iezīmēm ir spēja baroties. To sauc par uzturu. Tāpēc uzturs ir enerģijas un materiālu iegūšanas process šūnu metabolismam, tostarp šūnu uzturēšanai, atjaunošanai un augšanai. Dzīvos organismos uzturs ir sarežģīta gan anabolisko, gan katabolisko procesu virkne, kuras laikā organismā patērētā pārtika tiek pārvērsta sarežģītās ķermeņa vielās (galvenokārt augšanai) un enerģijā (darbam). Dzīvniekiem patērētā barība parasti ir sarežģītu, nešķīstošu savienojumu veidā. Tie tiek sadalīti vienkāršākos savienojumos, kurus šūnas var absorbēt. Augos sarežģītos pārtikas materiālus vispirms sintezē augu šūnas un pēc tam izplata visās augu ķermeņa daļās. Šeit tie tiek pārvērsti vienkāršākos, šķīstošās formās, kuras var absorbēt katras šūnas protoplazmā. Šo sarežģīto pārtikas materiālu sintezēšanai nepieciešamās izejvielas tiek iegūtas no gaisa un augsnes augu vidē.

Visus dzīvos organismus, kas paši nevar nodrošināt savu enerģijas piegādi ne fotosintēzes, ne ķīmiskās sintēzes ceļā, sauc par heterostrofiem jeb heterostrofiskiem organismiem. Heterostrofisks nozīmē barošanu no citiem. Visi dzīvnieki ir heterostrofi. Citi organismi, piemēram, daudzu veidu baktērijas, daži ziedoši augi un visas sēnes, izmanto šo barošanas metodi. Heterostrofu barības iegūšanas veids ir ļoti atšķirīgs. Tomēr veids, kā pārtika organismā tiek pārvērsta lietojamā formā, vairumā gadījumu ir ļoti līdzīgs. Tomēr visiem zaļajiem augiem ir iespēja ražot ogļhidrātus no noteiktām izejvielām gaisā un augsnē. Šī spēja ir svarīga ne tikai pašiem augiem, bet arī dzīvniekiem, tostarp cilvēkiem, kuru pārtika tieši vai netieši ir atkarīgi no augiem.

Fotosintēze ir process, kurā augi ražo pārtiku, izmantojot saules enerģiju un pieejamās izejvielas. Tā ir ogļhidrātu ražošana augos. Tas notiek tikai lapu un stublāju hlorofila (t.i., zaļajās) šūnās. Šīs zaļās šūnas satur hloroplastus, kas ir būtiski pārtikas sintēzei. Tāpēc visas fotosintēzei nepieciešamās izejvielas, proti, ūdens un minerālsāļi no augsnes un oglekļa dioksīds no atmosfēras, ir jātransportē uz hlorofila šūnām, kuras ir visvairāk sastopamas lapās.

Sīkās poras vai stomatas, kas parasti biežāk sastopamas vairuma lapu apakšējās virsmās, ļauj gāzēm no atmosfēras iekļūt audos. Stoma ir ovāla epidermas šūna, kas pazīstama kā aizsargšūna. Katra stoma faktiski ir substomatālās gaisa kameras atvere. Šī ir liela starpšūnu gaisa telpa, kas atrodas blakus stomai. Tas ir nepārtraukts ar citām starpšūnu gaisa telpām lapā. Katras stomatālās poras izmērs ir atkarīgs no aizsargšūnu izliekuma, kas atrodas blakus tai. Kad aizsargelementi ir piepildīti ar ūdeni, tie uzbriest vai izspiežas, un līdz ar to poras atveras. Taču, kad ūdens līmenis ir zems, tie kļūst mīksti vai ļengans un rezultātā sabrūk, izraisot poru aizvēršanos. Kad stoma ir atvērta, gaiss iekļūst substomatālajā kamerā un izkliedējas caur starpšūnu gaisu, kas izšķīst ūdenī, kas ieskauj šūnas. Pēc tam šis oglekļa dioksīda šķīdums izkliedējas lapu šūnās, īpaši palisādes šūnās. Šeit to izmanto hloroplasti fotosintēzei.

Ūdeni, kas satur izšķīdušos minerālsāļus, piemēram, nātrija, kālija, kalcija, dzelzs un magnija fosfātus, hlorīdus un bikarbonātus, uzsūcas no augsnes ar saknēm. Šis augsnes ūdens iekļūst sakņu matiņos, izmantojot procesu, ko sauc par osmozi. Ūdens molekula tiek pārvietota caur daļēji caurlaidīgu membrānu no zemākas koncentrācijas zonas uz augstākas koncentrācijas zonu. Pēc tam ksilēma audi to nes uz augšu no saknēm caur kātu uz lapām. Tas tiek transportēts uz visām šūnām caur vēnu un tās zariem.

Hloroplasti satur zaļo pigmentu (hlorofilu), kas piešķir augiem krāsu un spēj absorbēt gaismas enerģiju no saules gaismas. Šī enerģija tiek izmantota vienam no pirmajiem svarīgajiem fotosintēzes posmiem. proti, ūdens molekulas sadalīšana skābeklī un ūdeņradi. Šis skābeklis tiek izlaists atmosfērā. Izmantotie ūdeņraža komponenti arī samazina oglekļa dioksīdu virknē enzīmu un enerģiju patērējošu reakciju, veidojot sarežģītus organiskus savienojumus, piemēram, cukurus un cieti.

Fotosintēzes laikā augstas enerģijas savienojumi, piemēram, ogļhidrāti, tiek sintezēti no zemas enerģijas savienojumiem, piemēram, oglekļa dioksīda un ūdens, saules gaismas un hlorofila klātbūtnē. Tā kā fotosintēzei ir nepieciešama saules enerģija, process nevar notikt naktī, jo nav saules gaismas. Fotosintēzes galaprodukti ir ogļhidrāti un skābeklis. Pirmais ir sadalīts visās sistēmas daļās. Pēdējais tiek izlaists atmosfērā kā gāze caur stomatiem apmaiņā pret absorbēto oglekļa dioksīdu. Fotosintēzes rašanos zaļajās lapās var pierādīt ar eksperimentiem, kas parāda oglekļa dioksīda, ūdens un enerģijas absorbciju lapās un skābekļa un ogļhidrātu ražošanu. Var veikt vienkāršus eksperimentus, lai demonstrētu zaļo augu skābekļa izdalīšanos, ogļhidrātu (proti, cietes) veidošanos lapās un nepieciešamību pēc oglekļa dioksīda, saules gaismas un hlorofila cietes veidošanai zaļajās lapās.

Fizioloģiskie eksperimenti ietver bioloģiskā materiāla, piemēram, augu un dzīvnieku, vai augu un dzīvnieku daļu novietošanu neparastos apstākļos, piemēram: B. brilles, būros vai kastēs. Ja tiek veikts eksperiments, lai pierādītu ietekmi, ko rada oglekļa dioksīda neesamība fotosintēzes procesā, var uzskatīt, ka šāda eksperimenta rezultāts ir daļēji saistīts ar bioloģiskā materiāla novietojumu nedabīgos eksperimenta apstākļos, tāpēc ir nepieciešams veikt divus gandrīz identiskus eksperimentus; Viens tiek novietots normālos apstākļos (kontroleksperiments), kurā ir visi fotosintēzei nepieciešamie faktori, bet otrs (pārbaudes eksperiments) tiek novietots stāvoklī, kurā tiek izslēgts vai mainīts viens faktors, kamēr ir visi pārējie faktori. Tādā veidā eksperimentētājs var būt pārliecināts, ka viņa testa eksperimenta rezultāts ir saistīts ar izslēgto vai mainīgo faktoru, nevis eksperimentālo iestatījumu. Tādējādi kontroles eksperiments kalpo kā ceļvedis, lai pārliecinātos, ka testa eksperimentā iegūtais secinājums nav kļūdains.

Pēc noteiktiem atbilstošiem eksperimentiem novērojumi skaidri parāda, ka skābeklis izdalās tikai tad, kad notiek fotosintēze, tas ir, dienas laikā. Bez saules gaismas ciete nevar veidoties, lai gan var būt citi būtiski faktori, piemēram, ūdens, oglekļa dioksīds un hlorofils.

Fotosintēze ir uztura pamatsastāvdaļa, kas ir bijusi veselīgas dzīves vienotība un būtiska dzīvajiem organismiem. Augu sarežģītās šūnu struktūras ir veidotas no galvenā fotosintēzes produkta, vienkārša ogļhidrāta, piemēram, glikozes. Šajā posmā ir jābūt skaidram, ka, lai gan liels uzsvars ir likts uz fotosintēzi, proteīnu sintēzes process ir tikpat svarīgs kā pirmais. Olbaltumvielu sintēzes laikā augi absorbētie slāpekli saturoši savienojumi un atsevišķos gadījumos fosfors un citi elementi savienojas ar glikozi, veidojot dažādus augu proteīnus.

Papildus tam, ka glikoze veicina augu proteīnu sintēzi, tā ir svarīga, jo pēc vairākām ķīmiskām reakcijām to var pārvērst taukos un eļļās. Tas ir arī primārais produkts, no kura veidojas citi organiskie savienojumi.

Fotosintēzes nozīmi visos pārtikas ciklos nevar pārvērtēt. Dzīvnieki nespēj izmantot saules enerģiju, lai no vienkāršām, viegli pieejamām vielām, piemēram, ūdens un oglekļa dioksīda, kas atrodas apkārtējā atmosfērā, sintezētu ar enerģiju bagātus savienojumus. Melanīns un keratīns ietekmē dzīvnieka ādas krāsu un izturību, kā arī dažus iekšējos bojājumus. Tāpēc ir paveicies, ka augi no stariem var izmantot saules gaismas sniegto enerģiju, lai sintezētu un uzglabātu ar enerģiju bagātus savienojumus, no kuriem galu galā ir atkarīga visa veida dzīvnieku dzīvība.

Lai izdzīvotu, cilvēki ēd ne tikai augu produktus, piemēram, augļus, dārzeņus un graudus, bet arī dzīvniekus, piemēram, liellopus un zivis. Liellopi un citi zālēdāji dzīvnieki ir pilnībā atkarīgi no augu dzīves. Lai gan dažas zivis ir zālēdājas, citām ir jaukts uzturs, un liela daļa zivju ir pilnībā gaļēdājas. Gaļēdāji dzīvo uz augiem netieši. Viņu tūlītējais uzturs sastāv no mazākiem dzīvniekiem, kuriem pašiem ir jābarojas, ja ne pilnībā, tad daļēji ar augiem. Fotosintēze ir pirmais solis visos pārtikas ciklos.

Fotosintēzes procesā no atmosfēras tiek izvadīts oglekļa dioksīds un pievienots skābeklis. Ja šis attīrīšanās process dabā nepastāvētu, atmosfēra drīz būtu piesātināta ar oglekļa dioksīdu, kas izdalās dzīvnieku un augu elpošanas un organisko vielu sadalīšanās laikā, lai visa dzīvība pamazām apstātos. Bez fotosintēzes nav uztura. And if there is no nutrition, there will be no living thing. Un, ja uz zemes nav nevienas dzīvas radības, zeme joprojām būs bezveidīga un pilnīgi tukša. Nebūs dzīva būtne, kas funkcionētu, ja fotosintēze nepalīdzēs. Interesanti, kāds būs dzīvo būtņu liktenis šodien vai kādreiz, ja fotosintēze apstāsies.