Fotosintezna prehrana za zdravje in življenje

Fotosintezna prehrana za zdravje in življenje

Živi organizmi nenehno kemično reagirajo, kar povzroči energetske spremembe v njihovih telesih. Vse te reakcije in spremembe imenujemo metabolizem. V bistvu presnovo sestavljata dva procesa: sinteza ali gradnja kompleksnih telesnih snovi iz enostavnejših sestavin in energije ter razgradnja ali razgradnja teh kompleksnih snovi in ​​energije. Prvi proces je znan kot anabolizem, drugi pa kot katabolizem.

Ena od glavnih značilnosti živih organizmov je sposobnost prehranjevanja. Temu se reče prehrana. Prehrana je torej proces pridobivanja energije in materialov za celični metabolizem, vključno z vzdrževanjem celic, njihovo obnovo in rastjo. V živih organizmih je prehrana kompleksen niz tako anaboličnih kot katabolnih procesov, skozi katere se hrana, zaužita v telo, pretvori v kompleksne telesne snovi (predvsem za rast) in energijo (za delo). Pri živalih so zaužita živila običajno v obliki kompleksnih, netopnih spojin. Ti se razgradijo v enostavnejše spojine, ki jih celice lahko absorbirajo. V rastlinah kompleksne prehranske materiale najprej sintetizirajo rastlinske celice in nato porazdelijo po vseh delih rastlinskega telesa. Tu se pretvorijo v enostavnejše, topne oblike, ki jih je mogoče absorbirati v protoplazmo vsake celice. Surovine, potrebne za sintezo teh kompleksnih živilskih materialov, se pridobivajo iz zraka in prsti v rastlinskem okolju.

Vsi živi organizmi, ki si ne morejo zagotoviti lastne oskrbe z energijo niti s fotosintezo niti s kemosintezo, se imenujejo heterostrofi ali heterostrofi. Heterostrofno pomeni prehranjevanje z drugimi. Vse živali so heterostrofi. Drugi organizmi, kot so številne vrste bakterij, nekatere cvetoče rastline in vse glive, uporabljajo ta način prehranjevanja. Načini, kako heterostrofi pridobivajo hrano, so zelo različni. Vendar pa je način, kako se hrana v telesu pretvori v uporabno obliko, v večini primerov zelo podoben. Vendar imajo vse zelene rastline sposobnost proizvajanja ogljikovih hidratov iz določenih surovin v zraku in zemlji. Ta sposobnost ni pomembna le za same rastline, ampak tudi za živali, vključno z ljudmi, ki so neposredno ali posredno odvisni od rastlin za prehrano.

Fotosinteza je proces, pri katerem rastline proizvajajo hrano z uporabo sončne energije in razpoložljivih surovin. Gre za proizvodnjo ogljikovih hidratov v rastlinah. Poteka le v klorofilnih (tj. zelenih) celicah listov in stebel. Te zelene celice vsebujejo kloroplaste, ki so bistveni za sintezo hrane. Vse surovine, ki so potrebne za fotosintezo, namreč vodo in mineralne soli iz prsti ter ogljikov dioksid iz atmosfere, se morajo torej transportirati do klorofilnih celic, ki jih je največ v listih.

Drobne pore ali želodci, ki so običajno pogostejši na spodnjih površinah večine listov, omogočajo plinom iz ozračja vstop v tkivo. Stoma je ovalna epidermalna celica, znana kot zaščitna celica. Vsaka stoma je pravzaprav odprtina substomatalne zračne komore. To je velik medcelični zračni prostor, ki leži ob stomi. Je zvezen z drugimi medceličnimi zračnimi prostori v listu. Velikost vsake stomatalne pore je odvisna od ukrivljenosti zaščitnih celic, ki jo obkrožajo. Ko so zaščitne celice napolnjene z vodo, nabreknejo ali se izbočijo in posledično se pora odpre. Ko pa je nivo vode nizek, postanejo mehke ali mlahave in se posledično sesedejo, zaradi česar se pore zaprejo. Ko je stoma odprta, vstopi zrak v substomatalno komoro in difundira skozi medcelični zrak, ki se raztopi v vodi, ki obdaja celice. Ta raztopina ogljikovega dioksida nato difundira v celice listov, zlasti celice palisade. Tukaj ga uporabljajo kloroplasti za fotosintezo.

Vodo, ki vsebuje raztopljene mineralne soli, kot so fosfati, kloridi in bikarbonati natrija, kalija, kalcija, železa in magnezija, korenine absorbirajo iz zemlje. Ta voda iz tal vstopi v koreninske laske skozi proces, imenovan osmoza. Molekula vode se premika skozi polprepustno membrano iz območja z nižjo koncentracijo v območje z višjo koncentracijo. Nato ga tkivo ksilema prenaša navzgor od korenin skozi steblo do listov. Preko vene in njenih vej se prenaša do vseh celic.

Kloroplasti vsebujejo zeleni pigment (klorofil), ki daje rastlinam barvo in lahko absorbira svetlobno energijo sončne svetlobe. Ta energija se porabi za enega prvih bistvenih korakov fotosinteze. in sicer cepitev molekule vode na kisik in vodik. Ta kisik se sprosti v ozračje. Uporabljene vodikove komponente tudi zmanjšajo ogljikov dioksid v nizu encimov in reakcij, ki porabljajo energijo, da nastanejo kompleksne organske spojine, kot so sladkorji in škrobi.

Med fotosintezo se visokoenergijske spojine, kot so ogljikovi hidrati, sintetizirajo iz nizkoenergijskih spojin, kot sta ogljikov dioksid in voda, v prisotnosti sončne svetlobe in klorofila. Ker je za fotosintezo potrebna sončna energija, proces ne more potekati ponoči, ker ni sončne svetlobe. Končni produkt fotosinteze sta ogljikovi hidrati in kisik. Prvi je porazdeljen po vseh delih sistema. Slednji se sprosti v ozračje kot plin skozi želodce v zameno za absorbirani ogljikov dioksid. Pojav fotosinteze v zelenih listih je mogoče dokazati s poskusi, ki prikazujejo absorpcijo ogljikovega dioksida, vode in energije s strani listov ter proizvodnjo kisika in ogljikovih hidratov. Preproste poskuse je mogoče izvesti za prikaz sproščanja kisika pri zelenih rastlinah, tvorbo ogljikovih hidratov (in sicer škroba) v listih in potrebo po ogljikovem dioksidu, sončni svetlobi in klorofilu za tvorbo škroba v zelenih listih.

Fiziološki poskusi vključujejo postavitev biološkega materiala, kot so rastline in živali ali deli rastlin in živali, v nenavadne pogoje, kot so: B. kozarci, kletke ali škatle. Če se izvaja poskus za prikaz učinkov, ki jih povzroči odsotnost ogljikovega dioksida med procesom fotosinteze, se lahko šteje, da je rezultat takšnega poskusa delno posledica postavitve biološkega materiala v nenaravne eksperimentalne pogoje, zato je treba izvesti dva skoraj enaka poskusa; Eden je postavljen v normalne pogoje (kontrolni poskus), v katerih so prisotni vsi dejavniki, potrebni za fotosintezo, medtem ko je drugi (testni poskus) postavljen v pogoje, v katerih je en sam dejavnik izločen ali spremenjen, medtem ko so prisotni vsi drugi dejavniki. Na ta način je eksperimentator lahko prepričan, da je rezultat njegovega testnega poskusa posledica izločenega ali spremenjenega dejavnika in ne eksperimentalne postavitve. Tako kontrolni poskus služi kot vodilo za zagotovitev, da zaključek, pridobljen s testnim poskusom, ni napačen.

Po določenih ustreznih poskusih opazovanje jasno pokaže, da se kisik sprošča le, ko poteka fotosinteza, torej podnevi. Brez sončne svetlobe škrob ne more nastati, čeprav so lahko prisotni drugi bistveni dejavniki, kot so voda, ogljikov dioksid in klorofil.

Fotosinteza je osnovna sestavina prehrane, ki igra enotnost zdravega življenja in ima bistveno vlogo za žive organizme. Kompleksne celične strukture rastlin so zgrajene iz glavnega produkta fotosinteze, enostavnega ogljikovega hidrata, kot je glukoza. Na tej stopnji mora biti jasno, da čeprav je bil velik poudarek dan fotosintezi, je proces sinteze beljakovin prav tako pomemben kot prvi. Med sintezo beljakovin se spojine, ki vsebujejo dušik, ki jih absorbirajo rastline, in v nekaterih primerih fosfor in drugi elementi, združijo z glukozo in tvorijo različne rastlinske beljakovine.

Poleg tega, da prispeva k sintezi rastlinskih beljakovin, je glukoza pomembna, ker se lahko po nizu kemičnih reakcij pretvori v maščobe in olja. Je tudi primarni produkt, iz katerega nastajajo druge organske spojine.

Pomena fotosinteze v vseh prehranskih ciklih ni mogoče preveč poudariti. Živali ne morejo uporabiti sončne energije za sintetiziranje energijsko bogatih spojin iz preprostih, lahko dostopnih snovi, kot sta voda in ogljikov dioksid, ki sta v ozračju okoli nas. Melanin in keratin vplivata na barvo in moč živalske kože ter na nekatere notranje poškodbe. Iz žarkov je torej sreča, da lahko rastline izkoristijo energijo, ki jo zagotavlja sončna svetloba, za sintezo in shranjevanje energijsko bogatih spojin, od katerih so nenazadnje odvisne vse oblike živalskega življenja.

Da bi preživeli, ljudje ne jedo le rastlinskih proizvodov, kot so sadje, zelenjava in žita, ampak tudi živali, kot so govedo in ribe. Govedo in druge rastlinojede živali so za svoj obstoj popolnoma odvisne od rastlinskega sveta. Medtem ko so nekatere ribe rastlinojede, se druge prehranjujejo mešano in veliko jih je popolnoma mesojedih. Mesojede živali živijo posredno od rastlin. Njihova neposredna prehrana je sestavljena iz manjših živali, ki se morajo prehranjevati, če ne v celoti, pa delno, z rastlinami. Fotosinteza je prvi korak v vseh prehranskih ciklih.

Med procesom fotosinteze se iz ozračja odstrani ogljikov dioksid in doda kisik. Če tega procesa čiščenja v naravi ne bi bilo, bi se ozračje kmalu nasičilo z ogljikovim dioksidom, ki se sprošča pri dihanju živali in rastlin ter pri razgradnji organskih snovi, tako da bi se vse življenje postopoma ustavilo. Brez fotosinteze ni prehrane. In če ni prehrane, ne bo živega bitja. In če na zemlji ne bo živega bitja, bo zemlja še vedno brez oblike in popolnoma prazna. Nobeno živo bitje ne bo delovalo, če fotosinteza ne bo dvorila. Sprašujem se, kakšna bo usoda živih bitij danes ali kdaj, če se fotosinteza ustavi.