Fotosyntetická výživa pre zdravie a život

Fotosyntetická výživa pre zdravie a život

Živé organizmy neustále reagujú chemicky, čo vedie k zmenám energie v ich telách. Všetky tieto reakcie a zmeny sa nazývajú metabolizmus. Metabolizmus v podstate pozostáva z dvoch procesov: syntéza alebo konštrukcia komplexných telesných látok z jednoduchších komponentov a energie a rozklad alebo rozklad týchto zložitých látok a energie. Prvý proces je známy ako anabolizmus a druhý ako katabolizmus.

Jednou z hlavných čŕt živých organizmov je schopnosť kŕmenia. Toto sa nazýva výživa. Výživa je preto proces získania energie a materiálov pre bunkový metabolizmus vrátane udržiavania buniek a opravy a rastu. V živých organizmoch je výživa zložitá séria anabolických aj katabolických procesov, prostredníctvom ktorých sa jedlo konzumované do tela premení na zložité telesné látky (hlavne pre rast) a energiu (pre prácu). U zvierat sú konzumované potraviny zvyčajne vo forme komplexných nerozpustných zlúčenín. Tieto sa rozkladajú na jednoduchšie zlúčeniny, ktoré môžu byť absorbované bunkami. V rastlinách sa komplexné potravinové materiály najprv syntetizujú rastlinnými bunkami a potom sa distribuujú do všetkých častí tela rastlín. Tu sa premieňajú na jednoduchšie rozpustné formy, ktoré sa môžu absorbovať do protoplazmy každej bunky. Suroviny potrebné na syntézu týchto zložitých potravinárskych materiálov sa získavajú zo vzduchu a pôdy v prostredí rastlín.

Všetky živé organizmy, ktoré nemôžu poskytnúť ich vlastnú dodávku energie, ani prostredníctvom fotosyntézy alebo chemosyntézy sa nazývajú heterostrofy alebo heterostrofické organizmy. Heterostrofické znamená kŕmenie ostatných. Všetky zvieratá sú heterostrofy. Iné organizmy, ako sú mnoho druhov baktérií, niektoré kvitnúce rastliny a všetky huby používajú túto metódu výživy. Spôsob, akým heterostrofy získavajú svoje jedlo, sa veľmi líši. Spôsob, akým sa jedlo v tele premení na použiteľnú podobu, je však vo väčšine prípadov veľmi podobný. Všetky zelené rastliny majú však schopnosť produkovať uhľohydráty z určitých surovín vo vzduchu a pôde. Táto schopnosť je dôležitá nielen pre samotné rastliny, ale aj pre zvieratá vrátane ľudí, ktoré priamo alebo nepriamo závisia od rastlín pre jedlo.

Fotosyntéza je proces, ktorým rastliny vyrábajú svoje jedlo pomocou slnečnej energie a dostupných surovín. Je to výroba uhľohydrátov v rastlinách. Deje sa iba v chlorofyle (t.j. zelených) bunkách listov a stoniek. Tieto zelené bunky obsahujú chloroplasty, ktoré sú nevyhnutné pre syntézu potravín. Všetky suroviny potrebné na fotosyntézu, konkrétne vodné a minerálne soli z pôdy a oxidu uhličitého z atmosféry, sa preto musia transportovať do chlorofylových buniek, ktoré sú najvetilnejšie v listoch.

Drobné póry alebo stomata, zvyčajne bežnejšie na spodných povrchoch väčšiny listov, umožňujú vstupom do tkaniva plyny z atmosféry. Stoma je oválna epidermálna bunka známa ako ochranná bunka. Každá stoma je vlastne otvorom náhradnej vzduchovej komory. Jedná sa o veľký medzibunkový vzduchový priestor, ktorý leží susediaci s stomou. Je nepretržitý s inými medzibunkovými vzduchovými priestormi v liste. Veľkosť každého stomatálneho póru závisí od zakrivenia strážnych buniek, ktoré ju lemujú. Keď sú strážne bunky naplnené vodou, napučiavajú alebo vyduté, a preto sa póry otvárajú. Keď je však hladina vody nízka, stávajú sa mäkkými alebo ochabnutými a v dôsledku toho sa zrútia, čo spôsobuje zatvorenie pórov. Keď je stoma otvorená, vzduch vstupuje do subsomatálnej komory a difunduje sa medzibunkovým vzduchom, ktorý sa rozpúšťa vo vode obklopujúcej bunky. Tento roztok oxidu uhličitého potom difúzuje do listových buniek, najmä do palisade buniek. Tu ho používajú chloroplasty na fotosyntézu.

Voda obsahujúca rozpustené minerálne soli, ako sú fosfáty, chloridy a hydrogenuhličitáty sodíka, draslíka, vápenaté železo a horčík, sa absorbuje z pôdy koreňmi. Táto pôdna voda vstupuje do koreňových chĺpkov prostredníctvom procesu nazývaného osmóza. Molekula vody sa pohybuje polopriemernou membránou z oblasti nižšej koncentrácie do oblasti s vyššou koncentráciou. Potom sa prepravuje smerom nahor xylemovým tkanivom z koreňov cez stonku k listom. Prepravuje sa do všetkých buniek prostredníctvom žily a jeho vetiev.

Chloroplasty obsahujú zelený pigment (chlorofyl), ktorý dodáva rastliny farbu a dokáže absorbovať svetelnú energiu zo slnečného svetla. Táto energia sa používa pre jeden z prvých základných krokov fotosyntézy. menovite rozdelenie molekuly vody na kyslík a vodík. Tento kyslík sa uvoľňuje do atmosféry. Použité komponenty vodíka tiež znižujú oxid uhličitý v sérii enzýmov a energeticky náročné reakcie za vzniku komplexných organických zlúčenín, ako sú cukry a škroby.

Počas fotosyntézy sa vysokoenergetické zlúčeniny, ako sú uhľohydráty, syntetizujú z nízkoenergetických zlúčenín, ako je oxid uhličitý a voda v prítomnosti slnečného žiarenia a chlorofylu. Pretože na fotosyntézu je potrebná slnečná energia, proces sa nemôže vyskytnúť v noci, pretože nie je slnečné svetlo. Konečnými produktmi fotosyntézy sú uhľohydráty a kyslík. Prvý je distribuovaný vo všetkých častiach systému. Ten sa uvoľňuje do atmosféry ako plyn cez stomatu výmenou za absorbovaný oxid uhličitý. Výskyt fotosyntézy v zelených listoch sa môže demonštrovať experimentmi ukazujúcimi absorpciu oxidu uhličitého, vody a energie listami a výrobou kyslíka a uhľohydrátov. Na demonštráciu uvoľňovania kyslíka zelenými rastlinami sa môžu vykonať jednoduché experimenty, tvorba uhľohydrátov (menovite škrob) v listoch a požiadavku na oxid uhličitý, slnečné svetlo a chlorofyl na tvorbu škrobu v zelených listoch.

Fyziologické experimenty zahŕňajú umiestnenie biologického materiálu, ako sú rastliny a zvieratá alebo časti rastlín a zvierat, v neobvyklých podmienkach, ako sú: B. okuliare, klietky alebo škatule. Ak sa uskutoční experiment na preukázanie účinkov spôsobených neprítomnosťou oxidu uhličitého počas procesu fotosyntézy, výsledok takéhoto experimentu sa môže považovať za čiastočne spôsobený umiestnením biologického materiálu v neprirodzených experimentálnych podmienkach, preto je potrebné vykonať dva takmer identické experimenty; Jeden je umiestnený za normálnych podmienok (kontrolný experiment), v ktorých sú prítomné všetky faktory potrebné na fotosyntézu, zatiaľ čo druhý (testovací experiment) sa umiestňuje pod podmienkou, v ktorom je jeden faktor eliminovaný alebo menený, zatiaľ čo sú prítomné všetky ostatné faktory. Týmto spôsobom si experimentátor môže byť istý, že výsledok jeho testovacieho experimentu je spôsobený eliminovaným alebo rôznym faktorom a nie experimentálneho nastavenia. Riadiaci experiment teda slúži ako sprievodca na zabezpečenie toho, aby záver získaný testovacím experimentom nebol omylom.

Po určitých príslušných experimentoch pozorovanie jasne ukazuje, že kyslík sa uvoľňuje iba vtedy, keď dôjde k fotosyntéze, to znamená počas dňa. Bez slnečného žiarenia nie je možné vytvoriť škrob, hoci môžu byť prítomné ďalšie základné faktory, ako je voda, oxid uhličitý a chlorofyl.

Fotosyntéza je základnou súčasťou výživy, ktorá zohrala jednotu zdravého života a hrá zásadnú úlohu pre živé organizmy. Komplexné bunkové štruktúry rastlín sú vyrobené z hlavného produktu fotosyntézy, jednoduchého uhľohydrátu, ako je glukóza. V tejto fáze musí byť zrejmé, že hoci sa kladie veľký dôraz na fotosyntézu, proces syntézy proteínov je rovnako dôležitý ako prvý. Počas syntézy proteínov sa zlúčeniny obsahujúce dusík absorbované rastlinami a v niektorých prípadoch fosfor a ďalšie prvky kombinujú s glukózou, aby sa vytvorili rôzne rastlinné proteíny.

Okrem toho, že prispieva k syntéze rastlinných proteínov, je glukóza dôležitá, pretože po sérii chemických reakcií sa môže previesť na tuky a oleje. Je to tiež primárny produkt, z ktorého sa tvoria ďalšie organické zlúčeniny.

Dôležitosť fotosyntézy vo všetkých potravinových cykloch nemožno zdôrazniť. Zvieratá nie sú schopné využiť energiu Slnka na syntézu zlúčenín bohatých na energiu z jednoduchých, ľahko dostupných látok, ako je voda a oxid uhličitý, ktoré sú v atmosfére okolo nás. Melanín a keratín ovplyvňujú farbu a pevnosť pokožky zvieraťa, ako aj určité vnútorné poškodenie. Z lúčov je preto šťastie, že rastliny môžu využívať energiu poskytovanú slnečným žiarením na syntézu a skladovanie zlúčenín bohatých na energiu, od ktorých v konečnom dôsledku závisia všetky formy života zvierat.

Na prežitie ľudia nielen jedia rastlinné výrobky, ako sú ovocie, zelenina a zrná, ale aj zvieratá, ako sú hovädzí dobytok a ryby. Hovädzí dobytok a ďalšie bylinožravé zvieratá sú pre svoju existenciu úplne závislé od života rastlín. Zatiaľ čo niektoré ryby sú bylinožravé, iné majú zmiešanú stravu a veľké množstvo je úplne mäsožravé. Karzivírne zvieratá žijú nepriamo na rastlinách. Ich okamžitá strava pozostáva z menších zvierat, ktoré sa musia kŕmiť, ak nie úplne, potom čiastočne, na rastlinách. Fotosyntéza je prvým krokom vo všetkých potravinových cykloch.

Počas procesu fotosyntézy sa z atmosféry odstráni oxid uhličitý a pridá sa kyslík. Ak by tento proces čistenia neexistoval v prírode, atmosféra by bola čoskoro nasýtená oxidom uhličitým uvoľňovaným počas dýchania zvierat a rastlín a počas rozkladu organických látok, aby sa celý život postupne zastavil. Bez fotosyntézy neexistuje žiadna výživa. A ak neexistuje žiadna výživa, nebude existovať žiadna živá vec. A ak na Zemi nie sú živé bytosti, Zem bude stále beztvará a úplne prázdna. Ak fotosyntéza nebude súd, nebude fungovať. Zaujímalo by ma, aký bude osud živých vecí dnes alebo v určitom okamihu, ak sa fotosyntéza zastaví.