Am vrut deja de mult sa va scriu un pic despre procesul cel mai important pentru cresterea plantelor, fotosinteza. Fara fotosinteza plantele nu ar putea utiliza lumina soarelui, daruitorul vietii si forta motrica pentru cresterea plantelor.
Fotosinteza este un proces deosebit de interesant, transforma energia luminei in energia chimica a zaharurilor atat de importante pentru noi gojinari si alti compusi organici. Acest proces consista dintr-o serie de reactii chimice ce necesita dioxid de carbon (CO2) si apa (H2O) ce depoziteaza energie chimica in forma de zaharuri. Reactia este condusa de energia luminii, pe cand oxigen (O2) este un produs secundar si este eliberat in atmosfera.
Procesul fotosintezei are loc in cloroplasturi, mai precis cu ajutorul clorofilei, pigmentul verde ale frunzelor. Acest proces se desfasoara in primul rand in frunzele plantelor. Partile frunzei sunt epiderma inferioara si cea superioara, mezofilul, grupul vascular (venele) si stomatele.
Celulele epidermale inferioare si superioare nu au cloroplast, deci fotosinteza nu are loc acolo, acestea au rolul principal de protectie pentru restul frunzei. Stomatele sunt gauri ce se gasesc in primul rand in epiderma inferioara si rolul lor e schimbul de aer, lasa CO2-ul (sau codoiul cum zicea Elena
) sa intre si O2-ul sa iasa. Grupul vascular sau venele din frunze fac parte din sistemul de transport a plantei, deplasand apa si nutrienti in jurul plantei cum e nevoie de ea. Celulele mezofilice contin cloroplast, acesta este partea unde fotosinteza are loc.Reactia luminii are loc in membrana tilacoida si cum am zis transforma energia luminii in energie chimica, deci reactia chimica are loc numai pe timp de lumina. Clorofila si multi alti pigmenti cum e beta carotenul sunt grupate in "gramezi" in membrana tilacoida si sunt implicate in reactie. Dupa cum stim frunzele Goji sunt pline de beta-caroten. Fiecare din acesti pigmenti diferiti pot sa absoarba lumina de culori putin diferite si transfera energia la molecula de clorofila centrala sa efectueze fotosinteza. Partea centrala a structurii chimice ale moleculei de clorofila este un inel de porfirina, ce consista din cateva inele de carbon contopite si nitrogen cu un ion de magneziu la mijloc. De aceea puneam accentul in alte topice pe importanta magneziului in fotosinteza, caci daca fotosinteza este compromisa din cauza unei deficiente de magneziu, cresterea va fi pipernicita, pt. ca fara fotosinteza nu se mai face nimic.
Fotosinteza transfera electroni din apa la molecule de CO2 ce sunt sarace in energie si impreuna formeaza molecule de zahar bogate in energie. Acesta transferare de electroni este un exemplu de un proces de oxidatie-reductie fiindca apa este oxidata (pierde electroni) si CO2-ul este redus (castiga electroni).
Deci fotosinteza foloseste energia luminii sa expulseze electroni din apa in starile mult mai energetice ale produselor zaharoase, deci convertand energia solara in energie chimica.
Energia solara este sursa pentru fotosinteza. Radiatia solara este compusa din energie electromagnetica ce se deplaseaza in spatiu intr-un mod similar cu valurile in apa. Distanta dintre crestele valurilor se numeste lungime de unda. Cu cat mai scurta este lungimea de unda, cu atat mai mare e energia pentru fiecare unitate (fotoni) a energiei electromagnetice.
Frunzele sunt organul principal de fotozinteza a plantei. Structura frunzei este intr-o relatie stransa cu functia fotosintetica. Frunzele permit acces dioxidului de carbon (CO2) la celulele fotosintetice, dar impiedica difuzia apei. Oxigenul ce este "deseul" fotosintezei trebuie sa fie lasat sa scape din frunze.
Celulele mezofile sunt specializate pentru fotosinteza. Celulele din mijlocul frunzelor contin multe cloroplaste, organitele ce efectueaza fotosinteza.
Cloroplastele sunt locul fotosintezei. Aceste organite cu membrana dubla contin membrane aditionale numite tilacoide. Aceste tilacoide ce au forma de disc au un spatiu interior si sunt stivuite, formand grana, ce e suspendata in stroma cloroplastului.
Clorofila incorporata in membrana tilacoida absoarba energia luminii. Aceste molecule sunt cei mai importanti pigmenti pentru absorbarea energiei luminii folosite in fotosinteza. Molecula de clorofila are o "coada" hidrofobica ce incorporeaza moleula in membrana tilacoida. Inelul de porfirina a clorofilei, ce are un atom de magneziu (Mg) in centrul ei, este partea moleculei de clorofila care absorba energia luminii.
Reactia intunecata
Energia obtinuta prin reactia de lumina este stocata prin formarea unui material chimic numit ATP (adenosina de trifosfat), un compus folosit de celule pentru stocarea energiei. Acest chimical este compus din nucleotida de adenina legat de zaharul de riboza, ce este legat la 3 grupuri de fosfate. Aceasta molecula este foarte asemanatoare cu elementii ADN-ului nostru.
Reactia intunecata are loc in stroma cloroplastului si transforma CO2 in zahar. Aceasta reactie nu are nevoie de lumina in mod direct, doar de produsele reactiei de lumina (ATP si NADPH)
Fotosinteza depinde pe interactiunea intre doua reactii, anume reactia de lumina si ciclul Calvin. Clorofila si alte molecule responsibile pentru reactia de lumina sunt incorporate in membrana tilacoida. Enzimele ce catalizeaza ciclul Calvin sunt gasite in stroma. Incepand cu absorptia luminii de catre clorofila, reactia de lumina transforma energia luminii in ATP si NADPH. ATP-ul furnizeaza energia, iar NADPH-ul furnizeaza electronii pentru ciclul Calvin, ce transforma CO2-ul in zahar.
Cam atat pe azi, in curand vom continua cu modurile de augmentare a luminii pentru cresterea plantelor in perioadele cu intensitatea luminii scazute (indoor, pe timp de iarna, etc.)
