Biologie pro velké společnosti I (Čeština)
Určete základní složky a kroky fotosyntézy
Procesy ve všech organismech – od bakterií po člověka – vyžadují energii. Aby získala tuto energii, mnoho organismů přistupuje k akumulované energii jídlem, to znamená požitím jiných organismů. Odkud však pochází uložená energie v potravinách? Veškerou tuto energii lze vysledovat zpět k fotosyntéze.
Fotosyntéza je nezbytná pro veškerý život na Zemi; na tom závisí jak rostliny, tak zvířata. Je to jediný biologický proces, který dokáže zachytit energii pocházející z vesmíru (sluneční světlo) a přeměnit ji na chemické sloučeniny (sacharidy), které každý organismus používá k napájení svého metabolismu. Stručně řečeno, energie slunečního záření je zachycena a použita k energii elektronů, které jsou poté uloženy v kovalentních vazbách molekul cukru. Jak dlouhé a stabilní jsou tyto kovalentní vazby? Energie extrahovaná dnes spalováním uhlí a ropných produktů představuje energii slunečního světla zachycenou a uloženou fotosyntézou asi před 300 miliony let.
Rostliny, řasy a skupina bakterií zvaných sinice jsou jedinými organismy schopnými fotosyntézu (obrázek 1). Protože používají světlo k výrobě vlastního jídla, nazývají se fotoautotrofy (doslovně „samokrmitelé využívající světlo“). Jiné organismy, jako jsou zvířata, houby a většina dalších bakterií, se nazývají heterotrofy („další krmítka“), protože se pro svou energetickou potřebu musí spoléhat na cukry produkované fotosyntetickými organismy. Třetí velmi zajímavá skupina bakterií syntetizuje cukry nikoli pomocí energie slunečního záření, ale extrakcí energie z anorganických chemických sloučenin; proto se označují jako chemoautotrofy.
Obrázek 2. Fotoautotrofy včetně (a) rostlin, b) řasy ac) sinice syntetizují své organické sloučeniny fotosyntézou za použití slunečního záření jako zdroje energie. Sinice a planktonické řasy mohou růst na obrovských plochách ve vodě a někdy zcela pokrývat povrch. V (d) hlubinném průduchu zachycují chemoautotrofy, jako jsou tyto (e) termofilní bakterie, energii z anorganických sloučenin za vzniku organických sloučenin. Ekosystém obklopující ventilační otvory má různorodou škálu zvířat, jako jsou červy, korýši a chobotnice, které získávají energii z bakterií. (zápočet a: úprava díla Steva Hillebranda, US Fish and Wildlife Service; zápočet b: úprava díla „eutrofizací & hypoxie“ / Flickr; zápočet c: úprava díla NASA; zápočet d: University of Washington, NOAA; zápočet e: úprava díla Marka Amenda, podmořského výzkumného střediska West Coast and Polar Regions, UAF, NOAA)
Obrázek 2. Energie uložená v molekulách sacharidů z fotosyntézy prochází potravinovým řetězcem. Predátor, který tyto jeleny žere, přijímá část energie, která pochází ve fotosyntetické vegetaci, kterou jelen konzumoval. (kredit: úprava díla Steva VanRipera, US Fish and Wildlife Service)
Důležitost fotosyntézy není jen v tom, že dokáže zachytit energii slunečního světla. Ještěrka, která se v chladném dni sluní, může využít sluneční energii k zahřátí. Fotosyntéza je nezbytná, protože se vyvinula jako způsob ukládání energie ve slunečním záření (část „foto“) jako vysokoenergetické elektrony ve vazbách uhlík-uhlík molekul sacharidů (část „syntéza“). Tyto sacharidy jsou energetickým zdrojem, který heterotrofi používají k napájení syntézy ATP dýcháním. Fotosyntéza proto napájí 99 procent ekosystémů Země. Když se špičkový predátor, jako je vlk, živí jelenem (obrázek 2), je vlk na konci energetické cesty, která prošla od jaderných reakcí na povrchu slunce, ke světlu, k fotosyntéze, k vegetaci, jelenům a nakonec vlkům.
Co se naučíte dělat
- Určete reaktanty a produkty fotosyntézy
- Popište viditelné a elektromagnetická spektra světla, jak se vztahují na fotosyntézu
- Popište reakce závislé na světle, které probíhají během fotosyntézy
- Určete reakce nezávislé na světle ve fotosyntéze
Výukové aktivity
Výukové aktivity pro tuto sekci zahrnují následující:
- Přehled fotosyntézy
- Spektra světla
- Reakce závislé na světle
- Reakce nezávislé na světle
- Fotosyntéza
- Vlastní kontrola: Fotosyntéza
Přispějte!
Vylepšete tuto stránkuDalší informace