فتوسنتز (Photosynthesis) فرآیندی است که در آن گیاهان، جلبک‌ها و برخی باکتری‌ها انرژی نور خورشید را به انرژی شیمیایی تبدیل می‌کنند. این فرآیند به تولید قند (معمولاً گلوکز) و اکسیژن از دی‌اکسید کربن و آب می‌انجامد. فتوسنتز یکی از مهم‌ترین فرآیندها برای حیات بر روی زمین است، زیرا منبع اصلی انرژی برای بیشتر زنجیره‌های غذایی و همچنین منبع اکسیژن مورد نیاز برای تنفس موجودات زنده است.
1. فرایند فتوسنتز (Process of Photosynthesis):
فتوسنتز در دو مرحله اصلی انجام می‌شود:
مرحله نور (Light Reactions): این مرحله در غشای تیلاکوئیدهای کلروپلاست‌ها (Chloroplasts) اتفاق می‌افتد. در این مرحله، نور خورشید توسط کلروفیل (Chlorophyll) جذب می‌شود و انرژی نور به انرژی شیمیایی (ATP و NADPH) تبدیل می‌شود. همچنین، در این مرحله، آب (H₂O) شکسته می‌شود و اکسیژن (O₂) آزاد می‌شود.
مرحله تاریکی (Dark Reactions یا Calvin Cycle): این مرحله در استروما (Stroma) کلروپلاست‌ها انجام می‌شود و به نور احتیاج ندارد. در این مرحله، ATP و NADPH تولید شده در مرحله نور به کار رفته و دی‌اکسید کربن (CO₂) از هوا به قند (گلوکز) تبدیل می‌شود.
2. معادله کلی فتوسنتز (Overall Equation of Photosynthesis):
معادله کلی فتوسنتز به شکل زیر است:
۶CO۲ + ۶H۲O + Light → C۶H۱۲O۶ + ۶O۲
در این معادله:
- ۶CO۲ دی‌اکسید کربن
- ۶H۲O آب
- C۶H۱۲O۶ گلوکز (قند)
- ۶O۲ اکسیژن
3. اهمیت فتوسنتز (Importance of Photosynthesis):
- تولید اکسیژن: فتوسنتز منبع اصلی اکسیژن در جو زمین است که برای تنفس موجودات زنده ضروری است.
- تولید مواد غذایی: فتوسنتز پایه‌گذار تولید مواد غذایی در زنجیره غذایی است. گیاهان به عنوان تولیدکنندگان (Producers) انرژی را از خورشید جذب کرده و آن را به شکل مواد غذایی در اختیار مصرف‌کنندگان (Consumers) قرار می‌دهند.
- تنظیم چرخه کربن: فتوسنتز نقش مهمی در چرخه کربن (Carbon Cycle) دارد و به کاهش غلظت دی‌اکسید کربن در جو کمک می‌کند.
4. عوامل مؤثر بر فتوسنتز (Factors Affecting Photosynthesis):
- نور: شدت و کیفیت نور تأثیر زیادی بر سرعت فتوسنتز دارد. گیاهان معمولاً به نور خورشید نیاز دارند.
- دما: دماهای مناسب برای فتوسنتز معمولاً بین 15 تا 30 درجه سانتی‌گراد است. دماهای بسیار بالا یا پایین می‌توانند فرآیند فتوسنتز را کاهش دهند.
- دی‌اکسید کربن: غلظت دی‌اکسید کربن نیز بر سرعت فتوسنتز تأثیر می‌گذارد. افزایش CO₂ می‌تواند به افزایش نرخ فتوسنتز منجر شود.
- آب: آب یکی از مواد اولیه ضروری برای فتوسنتز است. کمبود آب می‌تواند به کاهش فتوسنتز منجر شود.
- ۰۳/۰۶/۲۹