Fotosünteesi tähtsus looduslikes protsessides (0)

5 VÄGA HEA

Eesti Maaülikool
Põllumajandus- ja keskkonnainstituut
Laura Rätsep
Fotosünteesi tähtsus looduslikes protsessides
Referaat
Juhendaja : lekt . Merle Ööpik
Tartu 2012
Sisukord

Sissejuhatus.....................................................................................................................2

Fotosünteesi olemus........................................................................................................2

Orgaanilise aine säilimine ja energiavahetus..................................................................3

Hingamisprotsess ja põlemine........................................................................................5

Biosfääri säilimine täna fotosünteesile...........................................................................6

Kokkuvõte......................................................................................................................7

Sissejuhatus
Fotosüntees on rohelistes taimedes ja fotosünteesivates bakterites toimuv protsess mille käigus valgusenergia muudetakse orgaaniliste ühendite keemiliseks energiaks. (Miidla 1984).Selle käigus eraldub ka hingamisprotsessiks vajalik hapnik ning energiaallikaks kasutatav glükoos. Ilma fotosünteesi toimumiseta oleks biosfääri säilimine võimatu. (Sarapuu 2002)

Fotosünteesi olemus
Fotosünteesi toimumine jaotub kahte staadiumisse: valgus- ja pimedusstaadium . Pimedusstaadiumi toimumiseks enam valgust vaja ei ole. Protsessi toimumiseks on hädavajalik taimedes sisalduv klorofüll, mis absordeerib päikesevalgusest energiat. Fotosünteesi kiirus sõltub mitmetest teguritest. Nendeks on CO2 ja H2O kättesaadavus, valguse intensiivsus, temperatuur. Kui näiteks muld on kuiv ja taim ei saa piisavalt vett, siis fotosüntees seiskub. Mida tugevam valgus, seda kiirem fotosüntees. Kõige sobivam temperatuur on 20°-35°C. Kui temperatuur on üle 35° või alla 0° kraadi, siis ensüümide aktiivsus langeb ja pidurdub ka fotosüntees. Kõik järgnevad biokeemilised protsessid nii taimede kui ka teiste organismide rakkudes kannavad fotosünteesi käigus salvestatud energiat ühelt orgaaniliselt ühenilt teisele seejuures eraldub soojus. (Sarapuu 2002). Taimed kasutavad päikeseenergiat et teha fotosünteesi käigus veest ja süsinikdioksiidist glükoosi, jääkproduktina tekib hapnik. ( Varrak 2008). Hapniku aatomid lähevad samuti glükoosi molekuli. Vett on vaja vesinikioonide saamiseks, kuna neid kasutatakse samuti glükoosi sünteesimiseks. Hapnik fotosünteesiks tuleb vee molekulist, mitte otse õhust. Fotosünteesil kõrvalproduktina vabanev hapnik läheb aga atmosfääri ja seda kasutatakse hingamiseks. Fotosüntees on oluline kõigile organismidele, nii taimedele kui heterotroofidele, samuti biosfääri säilimisele. (Sarapuu 2002) Fotosünteesi klassikaline põhivõrrand on järgmine.
CO2 + H2O → CH2O + O2

Orgaanilise aine säilimine ja energiavahetus
Fotosünteesi käigus moodustunud orgaanilised ühendid on energia- ja süsinikuallikaks kõigile kemoorganotroofsetele organismidele ja fotosünteesivate organismide kudedele mis ei kasuta valgusenergiat. (Miidla 1984). Valdav osa maal elavaid organisme on heterotroofid , nad ei ole suutelised valgusenergiat keemiliseks energiaks muutma . Vajaliku energia saavad heterotroofid üksnes toiduga omastatava orgaanilise aine järk-järgulisel oksüdatsioonil. Kui fotosüntees lakkaks, lõpeks otsa ka orgaanilise aine varud. Elusloodus Maal on seega võimalik vaid seetõttu, et on olemas biosfääriväline energiaallikas . Maa jaoks on selleks Päikese valguskiirgus. Toimub energiavahetus, see on protsess, mille käigus organismid hangivad väliskeskkonnast energiat, muudavad selle keemiliselt kasutamiskõlblikuks ning tarvitavad siis eluprotsesside säilitamiseks ja uue elusaine loomiseks. Niisiis ei saa heterotroofsed organismid elada taimede poolt esmaselt moodustatud orgaanilise aineta (Sarapuu 2002). Glükoos, mis moodustub on oluline ka taimedele endile. Kuid fotosünteesi tähtsus ei piirdu üksnes sahhariidide moodustamisega. Fotosünteesil toodab taim toitaineid - süsivesikuid, valke ja rasvu. Paljud valmistatud toitained töödeldakse taimes ümber ka varuaineteks . Calvini tsükli reaktsioonide (Pilt 1 lk 3) vaheühenditest saab taimerakkudes alguse ka mitmete lipiidide ja aminohapete süntees. (Sarapuu 2002) Taimed kasutavad glükoosi energiaallikana kuid on võimelised seda muundama ka teisteks aineteks . Üks tähtsamaid selliseid aineid on näiteks tselluloos , mida kasutatakse taimeraku seinte ehitusmaterjalina. Teine tähtis aine on tärklis mis paikneb seemetes ja säilitusorganites toiduvaruna. (Varrak 2008 ).
Pilt 1. Calvini tsükkel ( http://blogs.mtlakes.org/weeasthonorsbiology/page/13/ 16.10.12)

Hingamisprotsess ja põlemine
Vee fotooksüdatsiooni käigus eralduv hapnik on vajalik kõigi organismide hingamiseks. Enamiku organismide rakkudes toimub hingamisprotsess, mille tulemusena moodustub süsihappegaas, mida heterotroofse toitumisega rakud ja organismid ei ole suutelised uuesti orgaanilise aine koosseisu siduma. Süsihappegaasis sisalduva süsiniku taaskasutamine orgaanilise aine koostises saab põhiliselt võimalikuks Calvini tsükli reaktsioonide kaudu seega tagab fotosüntees looduses süsiniku- ja hapnikuringe . (Sarapuu 2002) Fotosüntees on biosfääris ainus protsess, mille käigus moodustub molekulaarne hapnik. Süsihappegaasi sidumine ja molekulaarse hapniku eraldumine on määrava tähtsusega atmosfääri gaasilise koostise stabiilsuse tagamisel . (Miidla 1984). Hapnik on kasutatav kloroplastidega samas rakus paiknevate mitokondrite poolt, kuid õhuhapnik on vajalik ka kloroplaste sisaldavatele rakkudele, näiteks öösel, kui fotosüntees on lakanud. (Sarapuu 2002). Enamik organisme ei saaks hakkama ilma hapnikuta, sest see on vajalik hingamisprotsessi toimumiseks. Fotosünteesivad organismid sünteesivad Maal süsinikule ümberarvutatult aastas ligikaudu 5x1010 tonni orgaanilist ainet, milleks kulutatakse umbes 2x1012 tonni süsihappegaasi ja eraldatakse 13x1010 tonni hapnikku. Ka enamik põlevaid maavarasid on minevikus kulgenud fotosünteesi produktid . Kütuse põlemisel kuluvad hapniku ja eralduvad süsihappegaasi kogused on juba muutunud hingamisprotsessi kõrval arvestatavaks komponendiks Maa süsiniku- ja hapnikuringes. (Miidla 1984). Meie planeedi hapnikutagavara on väga suur, kuid siiski mitte lõpmatu. Kui kujutada maakera ette kahemeetrise läbimõõduga gloobusena, siis õhukiht ehk troposfäär oleks selle pinnal keskmiselt ainult kahe millimeetri paksune. Hapniku osarõhu poolest inimestele elamiskõlbliku troposfääri osa oleks säärasel gloobusel vaid kuni 0,7 millimeetrit. Seega pole alust rääkida piiramatust hapnikuvarust. Probleem ei seisne mitte niivõrd hapnikutagavara ammendumises kui hapnikubilansi tasakaalu rikkumises inimtegevuse tõttu ja sellest tulenevates tagajärgedes ning keskkonnamuutustes. ( Pihlak 2002). Fotosünteesil eralduv hapnik ei ole oluline mitte üksnes hingamisprotsessi seisukohalt. Hapnikku on tarvis ka põlemisprotsessiks. (Tabel 1 lk 5)

HINGAMINE

Selleks on vajalik hapnik.

PÕLEMINE

Selleks on vajalik hapnik.
Enamik baktereid, seened loomad ja ka taimed valguse puudusel
saavad energiat valmis toitainetest ja muundavad energiat soojuseks, kasutavad liikumiseks ja mitmesugusteks elutegevusprotsessideks ning kasvamiseks.
Taimedest moodustunud kütused
annavad energiat, mida saab muuta teisteks energialiikideks.
Tabel 1. Hingamine ja põlemine. (Sarapuu 2002)

Biosfääri säilimine tänu fotosünteesile
Atmosfääris esinev hapnik on Maad ümbritseva osoonikihi püsimise aluseks, see kaitseb Maal elavaid organisme ülemäärase kosmilise ja ultraviolettkiirguse eest. Osooniekraani õhenemise või hävimise korral enamik organisme hukkuks, sest kosmosest lähtuv kiirgus muudab valkude ja nukleiinhapete struktuuri ning selle tulemusena ei saa need enam täita neile iseloomilikke funktsioone. Viimasel ajal globaalprobleemina esile toodud osooniauke seostatakse inimestel esineva nahavähi sagedase tõusuga (Sarapuu 2002 ).

Kokkuvõte
Fotosünteesi tähtsus looduslikes protsessides seisneb eelkõige valgusenergia orgaaniliste ühendite keemiliseks energiaks muutmises ja jääkainena hapniku eraldumises. Need on vajalikud biosfääri säilimiseks.
Kasutatud allikad

Miidla, H. 1984. Taimefüsioloogia. Valgus. Tallinn. 423
Sarapuu, T. 2002. Bioloogia gümnaasiumile I osa. Eesti Loodusfoto. Tartu. 191
Looduse entsüklopeedia. 2008. Varrak. Tallinn. 304.
Pihlak, A. 2002. Tähtsaima loodusvara hulk väheneb. http://www.eestiloodus.ee/index.php?id=169
http://blogs.mtlakes.org/weeasthonorsbiology/page/13/

.DOCX Laadi alla originaalfail 8 lk · .docx · 19 allalaadimist

Fotosünteesi tähtsus looduslikes protsessides #1

Fotosünteesi tähtsus looduslikes protsessides #2

Fotosünteesi tähtsus looduslikes protsessides #3

Fotosünteesi tähtsus looduslikes protsessides #4

Fotosünteesi tähtsus looduslikes protsessides #5

Fotosünteesi tähtsus looduslikes protsessides #6

Fotosünteesi tähtsus looduslikes protsessides #7

Fotosünteesi tähtsus looduslikes protsessides #8

50 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.

~ 8 lehte Lehekülgede arv dokumendis

2012-12-20 Kuupäev, millal dokument üles laeti

19 laadimist Kokku alla laetud

0 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid

Lauraratsep Õppematerjali autor

Fotosüntees ökoloogia Calvini tsükkel

Sarnased õppematerjalid

doc

11 klass, fotosüntees, glükolüüs, organismi varustamine energiaga, glükoosi lagundamine, fotosünteesi tähtsus, aine- ja energiavahetus.

glükolüüsist, tsitraaditsüklist ja hingamisahela reaktsioonidest. Aeroobsel glükolüüsil tekib 2 molekuli püroviinamarihapet, 2 ATP-d ja 2 NADH2 molekuli. Tsitraaditsüklis moodustub 10 NADH2 ja vabanevad CO2 molekulid. Nii glükoosil kui ka tsitraaditsüklis tekkinud NADH2 kasutatakse ära hingamisahela reaktsioonides. Selle tulemusena moodustub veel 36 ATP molekuli. Valdav enamik autotroofsetest organismidest on rohelised taimed, kelle kloroplastides toimub valgusenergia arvel fotosüntees. Protsess koosneb valgus- ja pimedusstaadiumi reaktsioonidest. Valgusstaadiumis moodustuvad NADPH2 ja ATP molekulid. Lisaks sellele toimub vee fotooksüdatsioon, mille tulemusena eraldub O2, mis väljub atmosfääri. Pimedusstaadiumi reaktsioonid moodustavad Calvini tsükli. Protsessi käigus seotakse CO2 molekulid, vesinikuallikana kasutatakse NADPH2 ja tarbitakse ATP energiat. Fotosünteesi tulemusena saadud glükoos on kasutatav energiaallikana nii auto- kui heterotroofsetes organismides

Bioloogia

doc

Fotosüntees

Eesti Maaülikool Põllumajandus ja keskkonnainstituut Anette Viljar Fotosünteesi tähtsus elulistes protsessides Referaat Juhendaja: lekt. Merle Ööpik Tartu 2008 Sisukord Sisukord.................................................................................................................................. 2 Sissejuhatus.............................................................................................................................3 1

Ökoloogia

rtf

Aine- ja energiavahetus

Väär Dissimilatsiooniprotsesside üheks põhieesmärgiks on ATP moodustamine. 3. Organismi kõik sünteesiprotsessid moodustavad dissimilatsiooni. Väär Organismi kõik sünteesiprotsessid moodustavad Assimilatsiooni. 4. Käärimise lõpp-produkt on etanool Tõene 5. Tsitraaditsükli reaktsioonide käigus eraldub CO2 Tõene 6. Hingamisahela lõpp-produkt on O2 Väär Hingamisahele lõpp-produkt on H2O 7. Molekulaarne hapnik eraldub fotosünteesi pimedusstaadiumi reaktsioonides. Väär Molekulaarne hapnik eraldub fotosünteesi valgusstaadiumi reaktsioonides 8. Fotosünteesi pimedusstaadiumi reaktsioonid moodustavad Calvini tsükli. Tõene Leidke kõige õigem vastusevariant! 9. Kõige enam ATP molekule saab sünteesida 1g: a) glükoosi b) tärklise c) lipiidide d) valkude oksüdatsioonil. 10. Aeroobse glükolüüsi toimumiseks peab rakus piisavalt olema: a) hapniku b) süsihappegaasi c) püroviinamarihapet

Bioloogia

docx

Aine- ja energiavahetus

Vabanenud energia paigutatakse ATP-sse. Pimedusestaadiumis sünteesitakse veest vabanenud H+ ioonidest ja CO2 molekulidest ATPsse paigutatud energia abil C6H12O6 O2↑ CO2↓ Valgusenergia→ → ATP → Valgusstaadium Pimedusstaadium H2O → → H+ → C6H12O6↓ Fotosünteesi tähtsus Taimedele 1. Taime peamine varuaine on tärklis. Kõigis autotroofse taime osades pole kloroplaste (nt maa-alustes osades ja varre sisemuses), need saavad toitaineid taime nendest osadest, kus toimub fotosüntees. 2. Vaheühenditest saab taimerakkudes alguse mitmete lipiidide ja aminohapete süntees. 3. Valgusstaadiumis vabaneva hapniku kasutavad ära mitokondrid. Heterotroofselt toituvad rakud saavad glükoosi oksüdatsiooniks vajaliku hapniku väliskeskkonnast. Seda kasutavad ka

Rakubioloogia

docx

ORGANISMI AINE- JA ENERGIAVAHETUS

sisalduva orgaanilise aine oksüdatsioonil. 13)hingamisahel- mitokondri sisemembraanide harjakestes toimuv reaktsioonide jada, millega kaasneb ATP süntees. 14) makroergiline ühend- madalmolekulaarne orgaaniline ühend, mis osaleb keemilise energia salvestaja ja ülekandjana biokeemilistes reaktsioonides. 15) metabolism- organismi aine- ja energiavahetus 16) piimhape- üks karboksüülhapetest, mis omab olulist tähtsust mitmetes biokeemilistes protsessides. 17)pimedusstaadium- fotosünteesi teine etapp, mille tulemusena moodustub glükoos. 18) püroviinamarihape- glükoosi tulemusena moodustuv 3-süsinikuline karbonüülhape 19)tsitraaditsükkel- mitokondri sisemuses toimuv tsükliline reaktsiooniahel, mille käigus viiakse lõpule glükoosi lagundamine. 20) valgusstaadium- fotosünteesi esimene etapp, mille käigus ergastunud klorofülli energia arvel toimub ATP süntees, NADPH2 moodustumine ja eraldub O2. 21) vee fotooksüdatsioon- vee molekulide lagundamisreaktsioonide jada

Bioloogia

odt

Fotosüntees - anorgaanilise aine muutumine orgaaniliseks

Fotosüntees on looduses ainulaadne protsess, mille käigus taimed muudavad oma elukeskkonna anorgaanilise aine orgaaniliseks. Selleks läheb neil vaja päikese valgusenergiat. Fotosüntees toimub klorofülli sisaldavates rohelistes rakkudes, mis asuvad peamiselt lehtedes. Need rakud on kui väiksed elusad vabrikud. Fotosüntees kujutab endast tervet rida keemilisi reaktsioone, mis muudavad anorgaanilise süsiniku ja vee orgaaniliseks aineks - süsivesikuteks. Kõigi nende reaktsioonide toimumiseks on vaja energiat. Fotosünteesis kasutatakse energiaallikana päikesevalgust. Ainult teatud ained suudavad siduda päikeseenergiat. Neid erilisi aineid nimetatakse

Bioloogia

docx

Aine- ja energiavahetus

 elutegevuseks vajalik energia  sünteesimisprotsesside lähteaine saamine  enamus loomi on heterotroofid  samuti surnud orgaanisest ainest toituvad seened sprotroofid Assimilatsioon Organismis toimuvad sünteesiprotsessid. Selle käigus saadakse:  sahhariide  lipiide  valke  nukleiinhappeid  Vaja on lähteaineid, ensüümme, täiendavat energiat (makroergilised (salvestavad energiat) ühendid)  NÄITEKS: fotosüntees, DNA süntees  Dissimilatsioon  Organismis toimuvad lagundamisprotsessid.  Toiduga saadavad või organismis sünteesitud orgaanilised ühendid lõhustatakse ensüümide abil lihtsama ehitusega molekulideks.  Tavaliselt vabaneb energia, mis talletatakse makroenergilistesse ühenditesse.  NÄITEKS: ATP (40%) ning eraldub soojusena (60%)  NÄITEKS: Glükoosi lagundamine ehk raku hingamine ehk ...  Orgaaniliste ainete dissimilatsioon

Bioloogia

docx

Aine- ja energiavahetus

Süsivesik-glükoos; Valgud Rasv- rasvhape, glütserol Lipiidid Energia vabeneb või neeldub Vabaneb Neeldub (vajab täiendavat energiat ja ensüüme) Näited Süsivesikute lõhustamine Fotosüntees Valkude lühustamine Nukleiinhapete süntees Rasvade lõhustamine DNA süntees Käärimine Vitamiinide süntees (K, D) GLÜKOLÜÜS TSITRAADITSÜKKEL HINGAMISAHELA Toimumise koht Tsütoplasmavõrgustik Mitokondris maatriks Mitokordri harjakesed

Bioloogia

Rohkem sarnaseid