ป่าถือว่าเป็น "ปอดสีเขียวของโลก" ไม่ไร้ประโยชน์ การสังเคราะห์ด้วยแสงคืออะไรและกระบวนการนี้เกิดขึ้นได้อย่างไรเราจะพิจารณาอย่างละเอียด

การสังเคราะห์ด้วยแสงคืออะไร?

การสังเคราะห์แสง - กระบวนการทางชีวเคมีซึ่งสารอินทรีย์เกิดขึ้นโดยใช้รงควัตถุพืชพิเศษและพลังงานแสงจากสารอนินทรีย์ (คาร์บอนไดออกไซด์น้ำ) นี่เป็นหนึ่งในกระบวนการที่สำคัญที่สุดเนื่องจากสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ปรากฏขึ้นและยังคงมีอยู่บนโลก

ความจริงที่น่าสนใจ: พืชบกเช่นเดียวกับสาหร่ายสีเขียวมีความสามารถในการสังเคราะห์ด้วยแสง ในกรณีนี้สาหร่าย (แพลงก์ตอนพืช) ผลิตออกซิเจนได้ 80%

ความสำคัญของการสังเคราะห์แสงเพื่อชีวิตบนโลก

หากปราศจากการสังเคราะห์ด้วยแสงแทนที่จะเป็นสิ่งมีชีวิตจำนวนมากมีเพียงแบคทีเรียเท่านั้นที่มีอยู่บนโลกของเรา มันเป็นพลังงานที่ได้จากกระบวนการทางเคมีนี้ที่ทำให้แบคทีเรียสามารถวิวัฒนาการได้

กระบวนการทางธรรมชาติใด ๆ ต้องการพลังงาน เธอมาจากดวงอาทิตย์ แต่แสงแดดจะเป็นรูปเป็นร่างหลังจากถูกแปลงโดยพืช

พืชใช้พลังงานเพียงบางส่วนเท่านั้นและที่เหลือก็สะสมอยู่ในตัวเอง พวกเขากินสัตว์กินพืชซึ่งเป็นอาหารสำหรับนักล่า ในเส้นทางการเชื่อมโยงแต่ละครั้งจะได้รับสารและพลังงานที่มีค่าที่จำเป็น

ออกซิเจนที่เกิดขึ้นระหว่างการทำปฏิกิริยาเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิตทุกชนิดในการหายใจ การหายใจเป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามกับการสังเคราะห์ด้วยแสง ในกรณีนี้สารอินทรีย์จะถูกออกซิไดซ์ถูกทำลาย สิ่งมีชีวิตที่ใช้พลังงานจะถูกนำมาใช้ในการทำงานที่สำคัญต่างๆ

ในช่วงที่โลกดำรงอยู่เมื่อมีพืชเพียงไม่กี่ตัวออกซิเจนก็ขาดหายไป รูปแบบชีวิตดั้งเดิมได้รับพลังงานขั้นต่ำในวิธีอื่น มันน้อยเกินไปสำหรับการพัฒนา ดังนั้นการหายใจเนื่องจากออกซิเจนได้เปิดโอกาสให้มากขึ้น

หน้าที่อีกประการหนึ่งของการสังเคราะห์ด้วยแสงคือการปกป้องสิ่งมีชีวิตจากการสัมผัสกับแสงอัลตราไวโอเลต เรากำลังพูดถึงชั้นโอโซนที่อยู่ในสตราโตสเฟียร์ที่ระดับความสูงประมาณ 20-25 กม. มันเกิดขึ้นเนื่องจากออกซิเจนซึ่งกลายเป็นโอโซนภายใต้การกระทำของแสงแดด หากไม่มีการป้องกันนี้สิ่งมีชีวิตบนโลกจะถูก จำกัด เฉพาะสิ่งมีชีวิตใต้น้ำ

สิ่งมีชีวิตปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในระหว่างการหายใจ มันเป็นองค์ประกอบสำคัญของการสังเคราะห์ด้วยแสง มิฉะนั้นก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ก็จะสะสมอยู่ในชั้นบรรยากาศบนซึ่งจะช่วยเพิ่มภาวะเรือนกระจกอย่างมาก

นี่เป็นปัญหาสิ่งแวดล้อมที่ร้ายแรงสาระสำคัญคือการเพิ่มอุณหภูมิของบรรยากาศด้วยผลกระทบเชิงลบ เหล่านี้รวมถึงการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (ภาวะโลกร้อน) ธารน้ำแข็งละลายระดับน้ำทะเลที่สูงขึ้น ฯลฯ

ฟังก์ชั่นการสังเคราะห์แสง:

• วิวัฒนาการของออกซิเจน
• การก่อตัวของพลังงาน
• การก่อตัวของสารอาหาร
• การสร้างชั้นโอโซน

ความหมายและสูตรของการสังเคราะห์ด้วยแสง

คำว่า "การสังเคราะห์ด้วยแสง" มาจากการรวมกันของสองคำ: ภาพถ่ายและการสังเคราะห์ แปลจากภาษากรีกโบราณพวกเขาหมายถึง "แสง" และ "การเชื่อมต่อ" ตามลำดับ ดังนั้นพลังงานแสงจะถูกแปลงเป็นพลังงานของพันธะของสารอินทรีย์

โครงการ:

คาร์บอนไดออกไซด์ + น้ำ + แสง = คาร์โบไฮเดรต + ออกซิเจน

สูตรทางวิทยาศาสตร์สำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสง:

6CO₂ + 6H₂O → C₆ยังไม่มีข้อความ₁₂เกี่ยวกับ₆ + 6O_2.

การสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นเพื่อให้สัมผัสกับน้ำโดยตรงและ CO₂ ไม่สามารถมองเห็นได้

ความสำคัญของการสังเคราะห์ด้วยแสงสำหรับพืช

พืชต้องการสารอินทรีย์พลังงานเพื่อการเจริญเติบโตและการพัฒนา ขอบคุณการสังเคราะห์ด้วยแสงพวกมันให้องค์ประกอบเหล่านี้กับตัวเอง การสร้างสารอินทรีย์เป็นเป้าหมายหลักของการสังเคราะห์ด้วยแสงสำหรับพืชและการปล่อยออกซิเจนถือเป็นปฏิกิริยาข้างเคียง

ความจริงที่น่าสนใจ: พืชมีความพิเศษเพราะไม่ต้องการสิ่งมีชีวิตอื่นเพื่อรับพลังงานดังนั้นพวกเขาจึงจัดตั้งกลุ่มแยกต่างหาก - autotrophs (แปลจากภาษากรีกโบราณ“ ฉันกินตัวเอง”)

การสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้นได้อย่างไร?

การสังเคราะห์แสงเกิดขึ้นโดยตรงในส่วนสีเขียวของพืช - คลอโรพลา. พวกเขาเป็นส่วนหนึ่งของเซลล์พืช คลอโรพลาสต์มีสาร - คลอโรฟีลล์. นี่คือรงควัตถุสังเคราะห์แสงหลักด้วยปฏิกิริยาทั้งหมดที่เกิดขึ้น นอกจากนี้คลอโรฟิลล์ยังกำหนดสีเขียวของพืช

เม็ดสีนี้โดดเด่นด้วยความสามารถในการดูดซับแสง และในเซลล์ของพืชมีการเปิดตัว“ ห้องปฏิบัติการ” ทางชีวเคมีอย่างแท้จริงซึ่งมีน้ำและ CO₂ กลายเป็นออกซิเจนคาร์โบไฮเดรต

น้ำเข้าสู่ระบบรากของพืชและก๊าซจะแทรกซึมเข้าไปในใบโดยตรง แสงทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงาน เมื่ออนุภาคแสงทำงานกับโมเลกุลของคลอโรฟิลล์การกระตุ้นจะเกิดขึ้น ในโมเลกุลน้ำเอช₂O (O) ออกซิเจนยังคงไม่มีการอ้างสิทธิ์ ดังนั้นมันจึงกลายเป็นผลพลอยได้จากพืช แต่สำคัญสำหรับเรานั่นคือผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา

ขั้นตอนการสังเคราะห์ด้วยแสง

การสังเคราะห์แสงแบ่งออกเป็นสองขั้นตอน: แสงและความมืด เกิดขึ้นพร้อมกัน แต่ในส่วนต่าง ๆ ของคลอโรพลาสต์ ชื่อของแต่ละเฟสพูดสำหรับตัวเอง เฟสแสงหรือแสงขึ้นอยู่กับการมีส่วนร่วมของอนุภาคแสงเท่านั้น ในเฟสมืดหรือไม่ระเหยแสงไม่จำเป็นต้องใช้

ก่อนที่จะตรวจสอบแต่ละขั้นตอนอย่างละเอียดยิ่งกว่านั้นควรทำความเข้าใจโครงสร้างของคลอโรพลาสต์เพราะมันเป็นตัวกำหนดความสำคัญและสถานที่ของขั้นตอน Chloroplast เป็น plastids ที่หลากหลายและอยู่ภายในเซลล์แยกจากส่วนประกอบอื่น ๆ มันมีรูปร่างของเมล็ด

องค์ประกอบ Chloroplast มีส่วนร่วมในการสังเคราะห์แสง:

• 2 เยื่อหุ้ม;
• สโตรมา (ของเหลวภายใน);
• thylakoids;
• lumens (ช่องว่างภายใน thylakoids)

ช่วงแสงของการสังเคราะห์ด้วยแสง

มันไหลผ่าน thylakoids, แม่นยำมากขึ้น, เยื่อของพวกเขา เมื่อแสงกระทบกับพวกเขาอิเล็กตรอนที่มีประจุลบจะถูกปล่อยออกมาและสะสม ดังนั้นเม็ดสีสังเคราะห์แสงจะสูญเสียอิเล็กตรอนทั้งหมดหลังจากนั้นก็จะเปลี่ยนเป็นโมเลกุลของน้ำที่จะสลายตัว:

H₂O → H + + OH-

ในกรณีนี้โปรตอนไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นจะมีประจุเป็นบวกและสะสมอยู่ในเยื่อหุ้ม thylakoid ด้านใน ดังนั้นโปรตอนที่มีประจุบวกและอิเล็กตรอนที่มีประจุลบจะถูกแยกออกด้วยเมมเบรนเท่านั้น

ผลิตออกซิเจนเป็นผลพลอยได้:

4OH → O₂ + 2H₂O

ในช่วงเวลาหนึ่งเฟสของอิเล็กตรอนและโปรตอนของไฮโดรเจนจะมากเกินไป จากนั้นเอนไซม์ ATP synthase จะเข้าสู่การทำงาน หน้าที่ของมันคือการถ่ายโอนโปรตอนไฮโดรเจนจากเยื่อหุ้ม thylakoid ไปยังตัวกลางของเหลวคลอโรพลาสต์

ในขั้นตอนนี้ไฮโดรเจนอยู่ที่การกำจัดของผู้ให้บริการอื่น - NADP (ย่อมาจาก nicotinamidine nucleotide ฟอสเฟต) นอกจากนี้ยังเป็นเอนไซม์ประเภทหนึ่งที่ช่วยเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชั่นในเซลล์ ในกรณีนี้งานของเขาคือการขนส่งไฮโดรเจนโปรตอนในปฏิกิริยาคาร์โบไฮเดรต

ในขั้นตอนนี้กระบวนการของโฟโตฟอสเฟตเกิดขึ้นในระหว่างที่พลังงานจำนวนมากถูกสร้างขึ้น แหล่งที่มาของมันคือ ATP - adenosine triphosphoric acid

เค้าร่างสั้น ๆ :

1. การตีควอนตัมของแสงบนคลอโรฟิลล์
2. การเลือกอิเล็กตรอน
3. วิวัฒนาการของออกซิเจน
4. การก่อตัวของ NADPH oxidase
5. การผลิตพลังงาน ATP

ความจริงที่น่าสนใจ: มีพืชที่เรียกว่า Velvichia ที่ปลูกบนชายฝั่งแอฟริกาของมหาสมุทรแอตแลนติก นี่เป็นเพียงตัวแทนชนิดเดียวที่มีใบขั้นต่ำที่สามารถสังเคราะห์แสงได้ อย่างไรก็ตามอายุของ Velvich ถึงประมาณ 2,000 ปี

ระยะที่มืดของการสังเคราะห์ด้วยแสง

เฟสที่ไม่ขึ้นกับแสงนั้นเกิดขึ้นโดยตรงในสโตรมา มันแสดงให้เห็นถึงชุดของปฏิกิริยาของเอนไซม์ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ถูกดูดซับในขั้นตอนแสงจะละลายในน้ำและในขั้นตอนนี้จะถูกลดระดับเป็นน้ำตาลกลูโคส ผลิตสารอินทรีย์ที่ซับซ้อนเช่นกัน

ปฏิกิริยาของเฟสมืดจะแบ่งออกเป็นสามประเภทหลักและขึ้นอยู่กับชนิดของพืช (แม่นยำมากขึ้นการเผาผลาญของพวกเขา) ในเซลล์ที่การสังเคราะห์ด้วยแสงเกิดขึ้น:

• กับ₃-plants;
• กับ₄-plants;
• พืช CAM

K C₃- พืชรวมถึงพืชผลทางการเกษตรส่วนใหญ่ที่เติบโตในสภาพอากาศที่เย็น ในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงคาร์บอนไดออกไซด์จะกลายเป็นกรดฟอสโก

ชนิดกึ่งเขตร้อนและเขตร้อนส่วนใหญ่เป็นวัชพืชของพืช C4 พวกเขามีลักษณะโดยการเปลี่ยนแปลงของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์เป็น oxaloacetate พืช CAM เป็นพืชประเภทหนึ่งที่ขาดความชุ่มชื้น พวกเขาต่างกันในการสังเคราะห์ด้วยแสงชนิดพิเศษ - CAM

กับ3-photosynthesis

พบมากที่สุดคือ C₃- การสังเคราะห์ด้วยแสงซึ่งเรียกว่าวัฏจักรคาลวิน - เพื่อเป็นเกียรติแก่นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกันเมลวินคาลวินผู้มีส่วนช่วยอย่างมากต่อการศึกษาปฏิกิริยาเหล่านี้และได้รับรางวัลโนเบลสำหรับเรื่องนี้

พืชที่เรียกว่า C₃ เนื่องจากความจริงที่ว่าในช่วงปฏิกิริยาของโมเลกุลเฟส 3 คาร์บอนที่มืดของกรด 3-phosphoglyceric - 3-PGA เกิดขึ้น เอนไซม์ต่างๆเกี่ยวข้องโดยตรง

สำหรับโมเลกุลกลูโคสที่สมบูรณ์ในการก่อตัว 6 รอบของปฏิกิริยาของเฟสอิสระแสงจะต้องผ่าน คาร์โบไฮเดรตเป็นผลิตภัณฑ์หลักของการสังเคราะห์ด้วยแสงในวัฏจักรคาลวิน แต่นอกเหนือจากนั้นมันยังผลิตกรดไขมันและกรดอะมิโนรวมถึงไกลโคลิปิด ค₃ การสังเคราะห์ด้วยแสงของพืชเกิดขึ้นเฉพาะในเซลล์ mesophyll

ข้อเสียเปรียบหลักของซี3การสังเคราะห์แสง

พืชกลุ่ม C₃โดดเด่นด้วยข้อเสียเปรียบที่สำคัญอย่างหนึ่ง หากมีความชื้นไม่เพียงพอในสภาพแวดล้อมความสามารถในการสังเคราะห์ด้วยแสงจะลดลงอย่างมีนัยสำคัญ นี่เป็นเพราะการตอบสนองของแสง

ความจริงก็คือด้วยความเข้มข้นต่ำของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในคลอโรพลาสต์ (น้อยกว่า 50: 1 000 000) ออกซิเจนได้รับการแก้ไขแทนการตรึงคาร์บอน เอนไซม์พิเศษชะลอตัวลงอย่างมากและสิ้นเปลืองพลังงานแสงอาทิตย์

ในเวลาเดียวกันการเจริญเติบโตและการพัฒนาของพืชชะลอตัวเนื่องจากขาดสารอินทรีย์ นอกจากนี้ยังไม่มีการปล่อยออกซิเจนออกสู่บรรยากาศ

ความจริงที่น่าสนใจ: Elysia chlorotica ทากทะเลเป็นสัตว์ที่มีเอกลักษณ์ที่สังเคราะห์แสงเหมือนพืช มันกินสาหร่ายคลอโรพลาสต์ที่เจาะเซลล์ของระบบย่อยอาหารและสังเคราะห์แสงเป็นเวลาหลายเดือน คาร์โบไฮเดรตที่ผลิตได้ทำหน้าที่เป็นอาหารกระสุน

การสังเคราะห์ด้วยแสง C4

ไม่เหมือนค₃- การสังเคราะห์ที่นี่ปฏิกิริยาของการตรึงคาร์บอนไดออกไซด์จะดำเนินการในเซลล์พืชต่างๆ พืชประเภทนี้สามารถรับมือกับปัญหาการรับแสงและพวกเขาทำเช่นนี้ด้วยวงจรสองขั้นตอน

ในอีกด้านหนึ่งการรักษาระดับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในระดับสูงและในอีกด้านหนึ่งจะมีการควบคุมปริมาณออกซิเจนในคลอโรพลาสต์ต่ำ ชั้นเชิงนี้ทำให้พืช C4 สามารถหลีกเลี่ยงการหายใจถี่และปัญหาที่เกี่ยวข้อง ตัวแทนของพืชในกลุ่มนี้ ได้แก่ อ้อยข้าวโพดลูกเดือยเป็นต้น

เมื่อเปรียบเทียบกับพืช C₃ พวกเขาสามารถทำการสังเคราะห์ด้วยแสงได้มากขึ้นภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูงและขาดความชุ่มชื้น ในขั้นตอนแรกก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกจับยึดในเซลล์ mesophyll ซึ่งเกิดกรด 4-carbonic จากนั้นกรดจะผ่านเข้าไปในเปลือกและสลายตัวเป็นสารประกอบ 3 คาร์บอนและคาร์บอนไดออกไซด์

ในขั้นตอนที่สองก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ได้รับจะเริ่มทำงานในวัฏจักรคาลวินซึ่งผลิต glyceraldehyde-3-phosphate และคาร์โบไฮเดรตซึ่งจำเป็นสำหรับการเผาผลาญพลังงาน

เนื่องจากการสังเคราะห์ด้วยแสงแบบสองขั้นตอนในพืช C4 ทำให้เกิดคาร์บอนไดออกไซด์ในปริมาณที่เพียงพอสำหรับวัฏจักรเคลวิน ดังนั้นเอนไซม์ทำงานได้อย่างเต็มกำลังและไม่เปลืองพลังงานอย่างเปล่าประโยชน์

แต่ระบบนี้มีข้อเสีย โดยเฉพาะอย่างยิ่งการใช้พลังงาน ATP ในปริมาณที่มากขึ้นจำเป็นสำหรับการเปลี่ยนกรด 4 คาร์บอนเป็นกรด 3 คาร์บอนและในทิศทางตรงกันข้าม ดังนั้นค₃- การสังเคราะห์แสงให้ผลดีกว่า C4 เสมอด้วยปริมาณน้ำและแสงที่เหมาะสม

มีผลต่ออัตราการสังเคราะห์แสงอะไร

การสังเคราะห์ด้วยแสงสามารถเกิดขึ้นได้ด้วยความเร็วที่แตกต่างกัน กระบวนการนี้ขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อม:

• น้ำ;
• ความยาวคลื่นของแสง
• คาร์บอนไดออกไซด์;
• อุณหภูมิ.

น้ำเป็นปัจจัยพื้นฐานดังนั้นเมื่อขาดปฏิกิริยาจะชะลอตัวลง สำหรับการสังเคราะห์ด้วยแสงสิ่งที่ดีที่สุดคือคลื่นของสเปกตรัมสีแดงและน้ำเงินม่วง การส่องสว่างในระดับสูงนั้นดีกว่าเช่นกัน แต่ถึงค่าที่แน่นอน - เมื่อถึงการเชื่อมต่อระหว่างการส่องสว่างและอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะหายไป

ความเข้มข้นสูงของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ให้กระบวนการสังเคราะห์แสงที่รวดเร็วและในทางกลับกัน อุณหภูมิบางอย่างมีความสำคัญสำหรับเอนไซม์ที่เร่งปฏิกิริยา เงื่อนไขที่เหมาะสำหรับพวกเขาอยู่ที่ประมาณ 25-30 ℃

ลมหายใจภาพถ่าย

สิ่งมีชีวิตทุกอย่างต้องการการหายใจและพืชก็ไม่มีข้อยกเว้น อย่างไรก็ตามกระบวนการนี้เกิดขึ้นในมนุษย์และสัตว์ต่างกันเล็กน้อยซึ่งเป็นสาเหตุที่เรียกว่า photorespiration

โดยทั่วไปแล้ว ลมหายใจ - กระบวนการทางกายภาพระหว่างสิ่งมีชีวิตและก๊าซแลกเปลี่ยนสิ่งแวดล้อม ต้นไม้ต้องการออกซิเจนในการหายใจ แต่พวกเขากินมันน้อยกว่าที่พวกเขาผลิต

ในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงซึ่งเกิดขึ้นเฉพาะในแสงแดดพืชสร้างอาหารให้กับตัวเอง ในระหว่างการหายใจด้วยภาพถ่ายซึ่งทำอยู่ตลอดเวลาสารอาหารเหล่านี้จะถูกดูดซึมเพื่อช่วยในการเผาผลาญภายในเซลล์

ความจริงที่น่าสนใจ: ในวันที่อากาศแจ่มใสผืนป่าขนาด 1 เฮกตาร์จะใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ 120 - 280 กิโลกรัมและปล่อยออกซิเจนออกมา 180-200 กิโลกรัม

ออกซิเจน (เช่นคาร์บอนไดออกไซด์) แทรกซึมเซลล์พืชผ่านช่องเปิดพิเศษ - ปากใบ พวกเขาอยู่ที่ด้านล่างของใบ ประมาณ 1,000 stomata สามารถอยู่ในหนึ่งแผ่น

การแลกเปลี่ยนแก๊สของพืชขึ้นอยู่กับความสว่าง

กระบวนการแลกเปลี่ยนก๊าซที่ให้ความสว่างต่างกันมีดังนี้:

1. ไฟสว่างจ้า. ใช้ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสง พืชผลิตออกซิเจนมากกว่าที่พวกเขาบริโภค ส่วนเกินของมันเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ คาร์บอนไดออกไซด์จะถูกบริโภคเร็วกว่าที่ปล่อยออกมาจากการหายใจ คาร์โบไฮเดรตที่ไม่ได้ใช้จะถูกเก็บไว้โดยพืชเพื่อใช้ในอนาคต
2. ไฟต่ำ. การแลกเปลี่ยนก๊าซกับสิ่งแวดล้อมจะไม่เกิดขึ้นเนื่องจากพืชใช้ออกซิเจนทั้งหมดที่ผลิต
3. ขาดแสง. กระบวนการหายใจเท่านั้นที่เกิดขึ้น ปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และใช้ออกซิเจน

Chemosynthesis

สิ่งมีชีวิตบางชนิดสามารถสร้าง monocarbohydrates จากน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์ในขณะที่พวกมันไม่ต้องการแสงแดด สิ่งเหล่านี้รวมถึงแบคทีเรียและกระบวนการแปลงพลังงานเรียกว่าการสังเคราะห์ทางเคมี

chemosynthesis เป็นกระบวนการที่กลูโคสถูกสังเคราะห์ แต่ใช้สารเคมีแทนพลังงานแสงอาทิตย์ มันไหลในพื้นที่ที่มีอุณหภูมิสูงพอสมควรเหมาะสำหรับการทำงานของเอนไซม์และในที่ที่ไม่มีแสง สิ่งเหล่านี้อาจเป็นพื้นที่ใกล้กับน้ำพุร้อนความร้อนรั่วมีเทนที่ระดับความลึกของทะเล ฯลฯ

ประวัติความเป็นมาของการค้นพบการสังเคราะห์ด้วยแสง

ประวัติความเป็นมาของการค้นพบและการศึกษาการสังเคราะห์ด้วยแสงมีมาตั้งแต่ 1600 ปีเมื่อ Jan Baptiste van Helmont ตัดสินใจที่จะเข้าใจคำถามเร่งด่วนในเวลานั้น: พืชกินอะไรและพวกเขาได้รับสารที่มีประโยชน์มาจากที่ใด

ในเวลานั้นเชื่อกันว่าดินเป็นแหล่งขององค์ประกอบที่มีค่า นักวิทยาศาสตร์วางกิ่งวิลโลว์ลงในภาชนะที่มีดิน แต่ก่อนหน้านี้วัดน้ำหนักของพวกเขา เป็นเวลา 5 ปีที่เขาดูแลต้นไม้รดน้ำต้นไม้หลังจากนั้นเขาก็ทำการวัดอีกครั้ง

ปรากฎว่าน้ำหนักของโลกลดลง 56 กรัม แต่ต้นไม้กลายเป็นหนักกว่า 30 เท่า การค้นพบนี้พิสูจน์ให้เห็นว่าพืชกินอาหารในดินและก่อให้เกิดทฤษฎีใหม่ - โภชนาการของน้ำ

ในอนาคตนักวิทยาศาสตร์หลายคนพยายามที่จะปฏิเสธมันตัวอย่างเช่น Lomonosov เชื่อว่าส่วนประกอบโครงสร้างบางส่วนเข้าสู่พืชผ่านใบไม้ เขาได้รับคำแนะนำจากพืชที่เจริญเติบโตได้ดีในพื้นที่ที่แห้งแล้ง อย่างไรก็ตามไม่สามารถพิสูจน์รุ่นนี้ได้

สิ่งที่ใกล้เคียงที่สุดกับสภาพที่แท้จริงของสิ่งต่าง ๆ คือโจเซฟพรีสลีย์นักวิทยาศาสตร์เคมีและนักบวชนอกเวลา เมื่อเขาค้นพบหนูที่ตายแล้วในขวดคว่ำและเหตุการณ์นี้ทำให้เขาต้องทดลองกับหนูเทียนและภาชนะต่าง ๆ ในช่วงยุค 1770

พรีสลีย์พบว่าเทียนดับลงอย่างรวดเร็วหากคุณใส่ขวดไว้บนขวด นอกจากนี้สิ่งมีชีวิตไม่สามารถอยู่รอดได้ นักวิทยาศาสตร์มาถึงข้อสรุปว่ามีกองกำลังบางอย่างที่ทำให้อากาศเหมาะสำหรับชีวิตและพยายามเชื่อมต่อปรากฏการณ์นี้กับพืช

เขายังคงทำการทดลองต่อไป แต่คราวนี้เขาพยายามวางหม้อด้วยมินต์ที่กำลังเติบโตภายใต้ภาชนะแก้ว ด้วยความประหลาดใจอย่างยิ่งใหญ่โรงงานยังคงพัฒนาอย่างต่อเนื่อง จากนั้น Priestley วางต้นไม้และหนูไว้ใต้โถหนึ่งใบและมีเพียงสัตว์ตัวที่สอง ผลลัพธ์นั้นชัดเจน - ภายใต้รถถังคันแรกหนูยังคงไม่เป็นอันตราย

ความสำเร็จของนักเคมีกลายเป็นแรงบันดาลใจให้นักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ ทั่วโลกทำการทดลองซ้ำ แต่ที่จับได้คือนักบวชทำการทดลองในเวลากลางวัน และตัวอย่างเช่นเภสัชกร Karl Scheele - ตอนกลางคืนเมื่อมีเวลาว่าง เป็นผลให้นักวิทยาศาสตร์กล่าวหาว่าพรีสลีย์แห่งการหลอกลวงเพราะวิชาทดลองของเขาไม่สามารถทนกับพืชได้

การเผชิญหน้าทางวิทยาศาสตร์ที่แท้จริงปะทุขึ้นระหว่างนักเคมีซึ่งนำมาซึ่งผลประโยชน์ที่สำคัญและทำให้สามารถค้นพบอีกครั้ง - พืชจำเป็นต้องฟื้นฟูอากาศพวกเขาต้องการแสงแดด

แน่นอนว่าไม่มีใครเรียกว่าการสังเคราะห์ด้วยแสงปรากฏการณ์นี้และยังมีคำถามมากมาย อย่างไรก็ตามในปี ค.ศ. 1782 Jean Senebier นักพฤกษศาสตร์สามารถพิสูจน์ได้ว่าในที่ที่มีแสงแดดพืชสามารถทำลายคาร์บอนไดออกไซด์ในระดับเซลล์ได้ และในปี 1864 ในที่สุดหลักฐานการทดลองปรากฏว่าพืชดูดซับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์และออกซิเจนหลั่ง นี่คือข้อดีของนักวิทยาศาสตร์จากประเทศเยอรมนี - Julius Sachs

ดูวิดีโอ: แสง และคลอโรฟลล มผลตอการสงเคราะหดวยแสง - สอการเรยนการสอน วทยาศาสตร (พฤศจิกายน 2024).