تنفس و فتوسنتز گیاهی
اهداف:
- آشنایی با چرخه تنفس و فتوسنتز در گیاه
- آشنایی با چرخه تبادل مواد بین موجودات با تکیه بر نقش گیاهان
شرح درس:
همه جانوران با استفاده از انرژی ذخیره شده در پیوندهای شیمیایی در مولکول های آلی زندگی می کنند. این مواد توسط موجودات دیگر ساخته شده اند و توسط جانوران مصرف می شوند. مولکول های غذایی همچنین اتم هایی را که جانوران برای ساختن جانورانی شبیه خود نیاز دارند فراهم می کنند.
برخی از جانوران غذایشان را با خوردن جانوران دیگر تأمین می کنند. ولی در زنجیره غذایی جانورانی وجود دارند که گیاه خوارند. گیاهان در عوض انرژی را مستقیماً از نور خورشید دریافت می کنند. در نتیجه تمام انرژیی که توسط سلول های جانوری مورد استفاده قرار می گیرد از نور خورشید سرچشمه می گیرد.
انرژی خورشیدی طی عمل فتوسنتز توسط گیاهان و باکتری های فتوسنتز کننده وارد دنیای موجودات زنده می شود. فتوسنتز به انرژی الکترومغناطیسی نور خورشید امکان می دهد تا به انرژی پیوندهای شیمیایی در سلول تبدیل گردد.
گیاهان قادرند تمام اتم های موردنیازشان را از منابع غیر آلی یعنی کربن را از دی اکسید کربن اتمسفر، هیدروژن و اکسیژن را از آب، نیتروژن را از آمونیاک و نیترات های موجود در خاک و عناصر مورد نیاز دیگر را از نمک های غیر آلی خاک تهیه نمایند. آن ها از انرژی که از خورشید سرچشمه می گیرد، استفاده می کنند تا این اتم ها را به قندها، اسیدهای آمینه، نوکلئوتیدها و اسیدهای چرب تبدیل نمایند.
این مولکول های کوچک نیز پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک، پلی ساکاریدها و لیپیدها را در گیاه به وجود می آورند. اگر گیاهان خورده شوند تمام این مواد به عنوان مولکول های غذایی برای جانوران مورد استفاده قرار می گیرند.
اتمسفر زمین دارای مقدار زیادی اکسیژن است و با وجوداکسیژن شکل پایدار کربن، دی اکسید کربن و شکل پایدار اکسیژن همان آب خواهد بود. بنابراین سلول قادر است انرژی را از قندها یا مولکول های آلی دیگر با ترکیب اتم های کربن و هیدروژن آن ها با اکسیژن و تولید دی اکسید کربن و آب به دست آورد. این فرایند همان تنفس نامیده می شود.
در حقیقت فتوسنتز و تنفس فرایندهای مکمل هم دیگرند. یعنی این که داد و ستد بین جانوران و گیاهان به طور کامل یک طرفه نیست. گیاهان، جانوران و میکروارگانیسم ها همگی از مدت ها پیش بر روی این کره وجود داشته اند، به طوری که بسیاری از آن ها به صورت بخش اساسی و اصلی محیط های دیگر در آمده اند. اکسیژنی که به وسیله فتوسنتز آزاد می شود در احتراق مولکول های آلی در تمام موجودات به مصرف می رسد.
همچنین بسیاری از مولکول های دی اکسید کربن که امروزه در برگ طی عمل فتوسنتز در مولکول های آلی تثبیت می شوند قبلاً در تنفس جانوران و یا تجزیه مواد آلی جسد آن ها توسط باکتری ها و قارچ ها به اتمسفر آزاد شده اند. استفاده از کربن چرخه ای بزرگ را به وجود می آورد که بیوسفر(تمام موجودات زنده روی زمین) را به عنوان یک کل شامل می شود و مرزهای بین موجودات را در می نوردد. همچنین اتم های نیتروژن، فسفر و گوگرد بین دنیای جاندار و غیرجاندار به صورت چرخه هایی که شامل گیاهان، جانوران، قارچ ها و باکتری ها هستند حرکت می کنند.
اما سلول مولکول های آلی را در یک مرحله اکسید نمی کند. سلول با استفاده از کاتالیزورهای آنزیمی، مولکول ها را طی فرایند متابولیسم وارد تعداد زیادی واکنش می کند که به ندرت شامل افزوده شدن مستقیم اکسیژن هستند.
جهت دریافت فایل آموزشی کلیک کنید.
