Фотоси́нтез (від грец. φωτο- — світло та грец. σύνθεσις — синтез, сукупність) — процес синтезу органічних сполук з вуглекислого газу таводи з використанням енергії світла й за участю фотосинтетичних пігментів: (хлорофіл у рослин, хлорофіл, бактеріохлорофіл ібактеріородопсин у бактерій), часто з виділенням кисню як побічного продукту. Це надзвичайно складний процес, що включає довгу послідовність координованих біохімічних реакцій. Він відбувається у вищих рослинах, водоростях, багатьох бактеріях, деяких археях інайпростіших — організмах, відомих разом як фототрофи. Сам процес відіграє важливу роль у кругообігу вуглецю у природі.Фотосинтез – єдиний процес у біосфері, який призводить до засвоєння енергії Сонця і забезпечує існування як рослин, так і всіх гетеротрофних організмів.[1]Рослина поглинає не всю сонячну енергію, а лише її фотосинтетичну активну радіацію, під впливом якої проходить фотосинтез, що впливає на майбутній врожай культурЗ появою автотрофних організмів, насамперед зелених рослин, став можливим синтез органічних речовин з неорганічних сполук завдяки використанню сонячної енергії (космічна роль рослин), а отже, існування і подальший розвиток життя.З виникненням фотосинтезу відбулася дивергенція органічного світу в двох напрямках, які відрізнялися способом живлення (автотрофні і гетеротрофні організми). Завдяки появі автотрофних фотосинтезуючих організмів вода й атмосфера почали збагачуватися на вільний кисень. Це стало передумовою появи аеробних організмів, здатних до ефективнішого використання енергії в процесі життєдіяльності. Нагромадження кисню зумовило утворення у верхніх шарах атмосфери озонового екрана, який не пропускав згубного для життя ультрафіолетового випромінювання. Це забезпечило можливість виходу життя на суходіл. Поява фотосинтезуючих рослин, у свою чергу, забезпечила можливість існування і прогресивного розвитку гетеротрофних організмів.Хлорофіл має здатність досить ефективно поглинати променисту енергію і передавати її іншим молекулам. Завдяки цій здатності хлорофіл є єдиною структурою на Землі, яка забезпечує процес фотосинтезу.Фотосинтезом називають процес синтезу органічних сполук з неорганічних (СО2 та Н2С2)» який відбувається з використанням променистої енергії Соaнця за участю хлорофілу.Цей складний і багаттоступінчастий процес (мал. 9) розпочинається з поглинання квантів світла молекулою хлорофілу. Зелений колір його зумовлений поглинанням переважно червоних і фіолетових променів сонячного спектра. З моменту поглинання сонячного світла хлорофілом розпочинається світлова стадія фотосинтезу.Під впливом фотонів світла відбувається збудження молекули хлорофілу, причому рівні збудження можуть бути різними. Суть цього процесу полягає в тому, що електрони в молекулі хлорофілу переходять на вищий енергетичний рівень, нагромаджуючи потенціальну енергію. Частина з них відразу повертається на попередній рівень, а енергія, яка виділяється при цьому, випромінюється у вигляді теплотиПроцес фотосинтезу можна подати таким сумарним рівнянням:Фотосинтез має велике значення для існування біосфери. Зелені рослини завдяки фотосинтезу щорічно вносять до складу органічних речовин близько 170 млрд. т вуглецю, здатні поновити увесь кисень атмосфери приблизно за 2 тис. років і увесь вуглекислий газ — за 300 років. Проте в процесі фотосинтезу використовується лише 1 % усієї сонячної енергії, яка потрапляє на рослини.Вагомий внесок у вивчення ролі світла і хлорофілу в процесі фотосинтезу зробив видатний російський вчений К. А. Тимірязєв. За його словами, зелені рослини відіграють космічну роль завдяки тому, що вони здатні засвоювати сонячну енергію. Ця енергія, акумульована в органічних речовинах, використовується всіма живими організмами нашої планети.Шляхи підвищення продуктивності фотосинтезу. Складні біохімічні процеси, які відбуваються під час світлової і темнової стадії фотосинтезу, зумовлюють і складний характер залежності цієї функції від умов життя рослини. На інтенсивність процесу фотосинтезу впливають як комплекс зовнішніх факторів — освітленість, температура середовища, вміст вуглекислого газу, вологість тощо, так і біологічні особливості рослин, специфіка їхньої реакції на зовнішні впливи. Ось чому процес фотосинтезу слід розглядати як результат взаємодії всього комплексу внутрішніх і зовнішніх чинників у життєдіяльності рослин.Щодо освітленості, температури, вологості потреби різних видів рослин дуже відрізняються — є світлолюбні і тіневитривалі види, теплолюбні, холодостійкі, посухостійкі види тощо. Проте можна зазначити, що для більшості видів рослин інтенсивність фотосинтезу посилюється з підвищенням температури і досягає максимуму за температури 25 °С, вмісту СО2 близько 1 % і насичення водою. Подальше зростання цих показників може лослаблювати інтенсивність фотосинтезу. Підвищення інтенсивності сонячного освітлення від 1 до 30 % (від максимального) спричинює значне посилення інтенсивності фотосинтезу в усіх вищих рослин, а подальше підвищення інтенсивності освітлення посилює фотосинтез лише у світлолюбних рослин.Фотосинтез — це основний процес утворення органічних речовин, що в поєднанні з асиміляцією мінеральних солей із ґрунту створює біомасу рослин. Органічні речовини, що утворюються в процесі фотосинтезу, становлять близько 95 % сухої маси рослини. Тому керування процесом фотосинтезу, підвищення його продуктивності — один із ефективних методів впливу на продуктивність рослин, а для сільськогосподарських культур — це важливий засіб підвищення врожаю. Розроблено комплекс агротехнічних заходів, які дають змогу впливати на процес фотосинтезу. До них належить забезпечення потреб рослини водою і мінеральними солями, у тому числі мікроелементами (міддю, цинком тощо), від яких залежить продуктивність роботи всього фотосинтезуючого апарату рослин.Дуже ефективним методом є підвищення вмісту СО2 шляхом поливання рослин водою, яка насичена вуглекислим газом. Важливим є також правильне розміщення рослин та густоти посіву їх. Цей метод дає змогу запобігти самозатіненню рослин і використати максимальну площу їхніх листків. Велику роль в ефективності використання сільськогосподарськими культурами сонячної енергії відіграє селекція — створення посухостійких сортів, які мають високі інтенсивності фотосинтезу і ростових процесів.
 |
|
||||||
|
|||||||
