כלורופלסט ופוטוסינתזה
מפעל המזון של הצמח
הצמח כיצרן
פוטוסינתזה
פוטוסינתזה היא תהליך שבו צמחים הופכים CO2 ומים לגלוקוז וחמצן, בעזרת אנרגיית אור.
מגיבים: פחמן דו-חמצני (CO2) + מים (H2O) + אנרגיית אור
תוצרים: גלוקוז (C6H12O6) + חמצן (O2)
מיקום: בכלורופלסט - אברון ירוק שמכיל כלורופיל
מתי: רק באור (לא בחושך)
כלורופיל הוא הפיגמנט הירוק שקולט את אנרגיית האור. הוא בולע אור אדום וכחול ומחזיר ירוק - ולכן עלים נראים ירוקים.
6CO2 + 6H2O + אנרגיית אור ← C6H12O6 + 6O2
פוטוסינתזה = CO2 + מים + אור ← גלוקוז + חמצן. מתרחשת בכלורופלסט.
מבנה הכלורופלסט
מבנה הכלורופלסט
הכלורופלסט הוא אברון עם קרום כפול (כמו המיטוכונדריון):
- קרום חיצוני - מגדיר את גבול האברון
- קרום פנימי - מגן על תוכן האברון
- תילקואידים - שקיקים שטוחים שמכילים את הכלורופיל. כאן נקלט האור
- גרנום - ערימה של תילקואידים
- סטרומה - הנוזל שבין התילקואידים, בו נבנה הגלוקוז
←
←
←←
←
גורמים המשפיעים על קצב הפוטוסינתזה
עוצמת אור
יותר אור = יותר פוטוסינתזה.
עד נקודת רוויה - אחריה אין עלייה נוספת (האנזימים לא מספיקים).
ריכוז CO2
יותר CO2 = יותר פוטוסינתזה.
בחממות חקלאיות מעשירים את האוויר ב-CO2 לזירוז גדילה.
טמפרטורה
פוטוסינתזה דורשת אנזימים.
אופטימום: 25-35 מעלות.
חום גבוה מדי ← דנטורציה.
חשיבות הפוטוסינתזה
למה פוטוסינתזה חשובה לכל החיים?
ייצור חמצן
כמעט כל החמצן באטמוספירה מגיע מפוטוסינתזה. בלעדיה - לא היה חמצן לנשימה.
ייצור מזון
צמחים מייצרים חומר אורגני שמהווה את הבסיס לכל שרשרת המזון.
קליטת CO2
צמחים קולטים CO2 מהאטמוספירה ומסייעים בהפחתת אפקט החממה.
אגירת אנרגיה
אנרגיית השמש נאגרת בקשרים הכימיים של הגלוקוז - אנרגיה ש'מועברת' דרך שרשרת המזון.
שאלה לחשיבה
אם פוטוסינתזה מתרחשת רק באור, איך צמחים חיים בלילה?
בלילה, צמחים ממשיכים לבצע נשימה תאית - מפרקים גלוקוז שיוצר במהלך היום. הם צורכים חמצן ומשחררים CO2, בדיוק כמו בעלי חיים. במהלך היום, הפוטוסינתזה מייצרת יותר חמצן ממה שהצמח צורך בנשימה, ולכן הסך הכולל הוא שחרור חמצן.
שאלה לחשיבה
למה עלים שנמצאים בצל עמוק של עץ בדרך כלל גדולים יותר מעלים שנמצאים בשמש?
עלים בצל מקבלים פחות אור. כדי לפצות ולקלוט כמה שיותר אור, הם מפתחים שטח פנים גדול יותר. זוהי התאמה של הצמח - הגדלת שטח קליטת האור כשהאור מוגבל.
בסתיו, עצים נשירים מפסיקים לייצר כלורופיל. הירוק נעלם, ומתגלים פיגמנטים אחרים שהיו מוסתרים:
- קרוטנואידים - צהוב וכתום (היו שם כל הזמן, מוסתרים מאחורי הירוק)
- אנתוציאנינים - אדום וסגול (מיוצרים במיוחד בסתיו, מגינים על העלה)
העץ 'חוסך' אנרגיה בחורף - הוא פורק את הכלורופיל ושומר את החומרים היקרים לאביב הבא.