تحقیق درمورد فتوسنتز تنفس و تنفس نوری در گیاهان عالی

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 9

فتوسنتز تنفس و تنفس نوری در گیاهان عالی

فتوسنتز تنفس و تنفس نوری در گیاهان عالی:گازکربنیک هوا ماده اصلی است که پیکره گیاهان از آن ساخته شده است. در حقیقت فرآیند فتوسنتز به وسیله احیای گار کربنیک و تشکیل ترکیبات انرژی زا مواد خام آلی و انرژی لازم برای کلیه واکنش های سازنده مواد در گیاه را فراهم می کند و در نتیجه انجام این واکنش ها مواد غذایی مورد نیاز نظیر هیدراتهای کربن، پرتئین ها و چربی ها تولید می شوند عوامل متعددی مانند کمبود مواد عالی و آب ، از طریق کاهش فتوسنتز عملکرد گیاهان را محدود می کنند

بر خلاف اهمیت آشکاری که فتوسنتز در عملکرد گیاهان زراعی دارد. رابطه ی بین فتوسنتز و عملکرد مستقیم نمی باشد . یک گیاه زراعی که سرعت فتوسنتز در برگ های آن زیاد است، الزاما محصول اقتصادی زیادی نخواهد داشت . از سوی دیگر چنانچه فتوسنتز در یک محصول زراعی به اندازه کافی انجام نگیرد، نمی تواند عملکرد مطلوبی داشته باشد.

فتوسنتز

فرایندی که گیاهان سبز به وسیله آن قادرند انرژی تابشی خورشید را دریافت کنند و از آن در تولید قند ها استفاده کنند بی نهایت پیچیده است تا بحا ل این فرآ یند بصورت آزمایشگاهی تکرار نشده است . شیمی فتوسنتز را میتوان در فرایندی خلاصه کرد که در طی آن آب به گاز کربنیک تزکیب می شود و هیدراتهای کربن را تولید می کند. این فرآیند در حضور کلروفیل که رنگدانه ای سبز رنگ در برگ گیاهان است انجام می گیرد و برای پیشبرد واکنش های فتوسنتز به انرژی نورانی نیاز دارد. مراحلی که طی آنها ،گیاه انرژی نورانی را دریافت می کند واکنش های روشنایی یا واکنش های نوری فتوسنتز شناخته می شود و مراحلی که احیای گاز کربنیک و تشکیل قند ها را در بر می گیرد مربوط به واکنش های تاریکی می باشد. زیرا این واکنش ها بعد از اینکه انرژی نورانی توسط شبکه مولکولی دریافت کننده ی نور، گرفته شده و در ترکیبات شیمیایی خاصی ذخیره شد، در تاریکی انجام می گیرند.

واکنش های نوری (فتوشیمیاییی)

دریافت نور مستلزم همکاری نزدیک بین تعداد زیادی از مولکول های کلروفیل و ترکیبات شیمیایی دیگری است که به عنوان کاتالیزور در واکنش های مختلف شرکت دارند اگر چه جزئیات این فرآیند هنوز به طور کامل روشن نیست ولی به هر حال این واکنش ها در ابتدا با جذب یک فوتون بوسیله مولکول های کلروفیل آغاز می شود. مولکول های کلروفیل در اثر جذب انرژی تحریک می شوند، این مولکول های تحریک شونده قادر به انجام کار هستند و می توتنند انرژی شیمیایی خود را به سایر ترکیبات انتقال دهند. در شبکه کلروپلاستی هر 200 مولکول کلروفیل که به نام فتوسیستم خوانده می شود دریافت شد و به محل واکنش انتقال یافت؛ بین انرژی نوارانی منتقل شده و مولکول آب واکنش های فیزیکی-شیمیایی انجام می گیرد. در نتیجه این واکنش ها، مولکول آب شکسته می شود و اکسیژن یک الکترون آزاد می شود. الکترون آزاد شده به سطح انرژی بالاتری صعود می کند. تصور می شود که نور ابتدا به وسیله فتوسنتز جذب می شود، سپس یک الکترون فعال می شود و اکسیژن خارج می شود الکترون فعال شده، توسط گروهی از مولکول ها ناقل الکترون از بین شبکه فتوسنتز 2 و فتوسنتز 1 عبور می کند و جریان عبور مقداری از انرژی پتانسیل شیمیایی خود را از دست می دهد. در این فرآیند هر چند انرژی پتانسیل الکترون تنزل می یابد ولی یکی از پروتئین ها ک وسیله انرژی الکترون فعال شده است به عنوان کاتالیزور در واکنش میان آدنوزین دی فسفات (ADP) و یون فسفات مصزفی وارد عمل می شود و در نتیجه آدنوزین تری فسفات (ATP) تشکیل می شود بنابراین قسمتی از انرژی دریافت شده از فوتون به پیوند پر انرژی فسفات در مولکول ATP منتقل می شود. به دنبال تشکیل ATP الکترون به فتوسنتز I منتقل می شود و آن را فعال می کند . دومین الکترون وارد سیستم می گردد و مو جب تو لید شدن NADPH می گردد . ATP و NADPH انرژی رایج سلولی هستند و واکنش های مر حله تاریکی را به پیش می برند .

واکنشهای تاریکی

واکنشهای شیمیایی که توسط آنها گازکربنیک در جریان فتوسنتز احیا می شود سیکل پیچیده ای را در بر می گیرد که به آن سیکل می گویند. در سیکل کلوین NADPH و ATP برای ساخته شدن ریبولوز او ۵ دی فسفات RUDP به مصرف می رسد. RUDP در حضور آنزیم ریبولوز دی فسفسات کربوکسیلاز با گاز کربنیک ترکیب می شود و دو مولکول اسید 3 فسفو گلیسیریک ایجاد می کند.RUDP سپس از طریق تعدادی واکنش شیمیایی بوسیله ترکیباتی که شامل 3،4،5،6و7 اتم کربن هستند، مجددا ساخته می شود. هر بار که این چرخه تکرار می شود، یک اتم کربن خالص در گیاه تثبیت می شود. کربن به وسیله CO2 هوا وارد چرخه کلوین می شود واز طریق واکنش های گلوکز و فروکتوز برای تولید ساکاروز از سیکل خارج می شود . ساکاروز که از کلروپلاست به درون سلولهای گیاهی منتقل می شود. انرژی و کربن را برای کلید فعل وانفعالات ساخت مواد (سنتزی) در گیاه تامین می شود.

سیستمهای فتوسنتز C3 و C4

مطالعات در سالهای اخیر مشخص کرده است که بعضی گونه ها در جریان فتوسنتز دارای واکنش های اضافی دیگر نیز می باشند. دراین گونه ها نخستین محصول قابل تشخیص در اثر تثبیت CO2 ، ترکیب سه کربنه 3 فسفو گلیسیریک نیست بلکه به جای آن ترکیب چها کربنه ای بنام اگزالوستیک ایجاد می شود و این اسید نیز به سرعت به اسید مالیک یا اسید اسپارتیک تبدیل می شود. به منظور تفکیک این دو مسیر متفاوت فتوسنتز ، معمولا گونه هایی که در فتوسنتز آنها سیکل کلوین به تنهایی انجام می گیرد ، به گیاهان C3 معروفند و به همین ترتیب علامت C4 برای گونه هایی به کار می رود که در آنها اولین محصول پایدار در اثر احیای CO2 یک اسید چهار کربنه است. برخی از گونه های زراعی دارای سیستم فتوسنتز C3 و گروهی نیز C4 می باشند. گونه های C4 نظیر ذرت، سورگوم و نیشکر در شرایط مطلوب در زمره پر محصول ترین گونه های زراعی قرار دارند.

به نظر می رسد در سیستم فتوسنتزهای C4 تغییرات تکاملی در جهتی انجام گرفته است که باعث می شود، غلظت گازکربنیک در محل آنزیم RUDP کربوکسیلاز که عمل کربوکسیلاسیون را انجام می دهد، افزایش یابد. برگها در گونه های C4 دارای نظم ساختمانی ویژه ای هستند و این نظم باعث انجام واکنش های بیوشیمی می شود. ساختمان برگ در گونه های C4 شامل تعداد زیادی رگبرگ است که کلر رگبرگ توسط محفظه یا غلافی از سلول های سبزرنگ پاراشیمی

تحقیق درمورد فتوسنتز در رشد گیاهان

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 25

فهرست

دید کلی 3

فتوسنتز 4

رنگدانه‌های فتوسنتزی 5

مکانیزم جذب نور در گیرنده‌های نوری 5

واکنشهای نوری فتوسنتز 6

واکنشهای تاریکی فتوسنتز 7

چشم انداز 7

شناخت محیط رشد:فتوسنتز 7

فتوسنتز تنفس و تنفس نوری در گیاهان عالی 8

واکنش های نوری (فتوشیمیاییی) 9

واکنشهای تاریکی 10

سیستمهای فتوسنتز C3 و C4 10

تنفس 12

تنفس نوری 13

عوامل محیطی مؤثر در رشد و نمو گیاهان باغبانی 14

دما : 15

نیاز سرمایی (Chilling requirement): 16

اثر عرض جغرافیایی در دمای محل : 16

اثر ارتفاع در دما : 17

تنش دمای زیاد : 18

درجه – روز رشد(Growth Degree days(GDD) : 18

نور : 19

کیفیت نور : 19

مدت نور : 20

شدت نور : 21

خاک : 22

آب : 22

هوا : 23

منابع : 24

نقش فتوسنتزدر رشد گیاهان

فتوسنتز (photosynthesis) از نظر لغوی به معنای تولید با استفاده از نور خورشید است. فتوسنتز شامل دو دسته واکنش است که هردو در کلروپلاستها صورت می‌گیرند. طی فتوسنتز انرژی و آب و اکسیژن تولید می‌شود.

دید کلی

زندگی در روی کره زمین به انرژی حاصل از خورشید وابسته است. فتوسنتز تنها فرایند مهم بیولوژیکی است که می‌تواند از این انرژی استفاده کند. علاوه بر این بخش عمده‌ای از منابع انرژی در این سیاره ناشی از فعالیتهای فتوسنتزی انجام شده در این زمان یا در زمانهای گذشته می‌باشد. فعال‌ترین بافت فتوسنتزی گیاهان عالی مزوفیل برگ است. سلولهای مزوفیل دارای تعداد زیادی کلروپلاست هستند که حاوی رنگدانه‌های سبز ویژه‌ای به نام کلروفیل برای جذب نور می‌باشند.

در فتوسنتز انرژی خورشیدی برای اکسیداسیون آب ، آزاد کردن اکسیژن و نیز احیا کردن دی‌اکسید کربن به ترکیبات آلی و در نهایت قند بکار می‌رود. این مجموعه از کارها را واکنشهای نوری فتوسنتز می‌نامند. محصولات نهایی واکنشهای نوری برای ساخت مواد قندی مورد استفاده قرار می‌گیرد که به مرحله ساخت قندهاواکنشهای تاریکی فتوسنتز گفته می‌شود. محل انجام واکنشهای نوری و تاریکی در داخل کلروپلاست متفاوت است.

فتوسنتز

فرایندی که گیاهان سبز به وسیله آن قادرند انرژی تابشی خورشید را دریافت کنند و از آن در تولید قند ها استفاده کنند بی نهایت پیچیده است تا بحا ل این فرآ یند بصورت آزمایشگاهی تکرار نشده است . شیمی فتوسنتز را میتوان در فرایندی خلاصه کرد که در طی آن آب به گاز کربنیک تزکیب می شود و هیدراتهای کربن را تولید می کند. این فرآیند در حضور کلروفیل که رنگدانه ای سبز رنگ در برگ گیاهان است انجام می گیرد و برای پیشبرد واکنش های فتوسنتز به انرژی نورانی نیاز دارد. مراحلی که طی آنها ،گیاه انرژی نورانی را دریافت می کند واکنش های روشنایی یا واکنش های نوری فتوسنتز شناخته می شود و مراحلی که احیای گاز کربنیک و تشکیل قند ها را در بر می گیرد مربوط به واکنش های تاریکی می باشد. زیرا این واکنش ها بعد از اینکه انرژی نورانی توسط شبکه مولکولی دریافت کننده ی نور، گرفته شده و در ترکیبات شیمیایی خاصی ذخیره شد، در تاریکی انجام می گیرند.

/

رنگدانه‌های فتوسنتزی

انرژی نور خورشید ابتدا بوسیله رنگدانه‌های نوری گیاهان جذب می‌شود. همه رنگدانه‌هایی که در فتوسنتز فعالیت دارند در کلروپلاست یافت می‌شوند. کلروفیلها و باکترو کلروفیلها که در بعضی از باکتریها یافت می‌شوند رنگدانه‌های رایج موجودات فتوسنتز کننده هستند. البته همه موجودات فتوسنتز کننده دارای مخلوطی از بیش از یک رنگدانه هستند که هر کدام عمل خاصی را انجام می‌دهند. از دیگر رنگدانه‌ها می‌توان به کاروتنوئیدها و گرانتوفیل اشاره کرد.

کلروپلاست محلی است که در آن فتوسنتز صورت می‌گیرد

برجسته‌ترین خصوصیت ساختمانی کلروپلاست ، سیستم فشرده غشاهای درونی است که به تیلاکوئید معروف است. کل کلروفیل در این سیستم غشایی که محل واکنش نوری فتوسنتز است قرار گرفته است. واکنشهای احیای کربن یا واکنشهای تاریکی در استروما (ناحیه‌ای از کلروپلاست که بیرون تیلاکوئید قرار گرفته است) صورت می‌گیرند. تیلاکوئیدها خیلی نزدیک به یکدیگر قرار دارند که به تیغه‌های گرانا موسومند.

مکانیزم جذب نور در گیرنده‌های نوری

موجودات فتوسنتز کننده دارای دو مرکز نوری متفاوت هستند که پشت سر هم آرایش یافته‌اند و سیستمهای نوری 1 و 2

دانلود تحقیق درباره فتوسنتز، تنفس و تعرق (کشاورزی)

لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word  و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات: 21

فتوسنتز، تنفس و تعرق

  رشد و نمو گیاهان

سه عامل عمده در رشد و نمو گیاهان عبارتند از : فتوسنتز، تنفس و تعرق

فتوسنتز :یکی از اختلافات عمده بین گیاهان و حیوانات در کره زمین، توانایی گیاهان برای ساخت داخلی غذای خودشان می باشد. یک گیاه برای تولید غذای مورد نیاز خود به انرژی حاصل از تابش آفتاب، دی اکسید کربن موجود در هوا و آب موجود در خاک نیازمند است. اگر هر یک از این اجزاء دچار کمبود شود، فتوسنتز یا همان تولید غذا متوقف خواهد شد. در واقع اگر هر یک از این عوامل برای مدت زیادی قطع شود، گیاه از بین خواهد رفت. هر گونه بافت گیاه سبز، توانایی انجام فرآیند فتوسنتز را داراست. کلروپلاست ه در سلولهای گیاه سبز، حاوی رنگدانه های سبزی هستند که کلروفیل نامیده می شوند و انرژی نور را به تله می اندازند. با این وجود برگها (با توجه به ساختار بخصوصشان) عمده ترین قسمت برای تولید غذا می باشند. بافتهای داخلی حاوی سلولهایی با مقادیر فراوان کلروپلاست می باشند؛ که در یک نظم و ترتیب خاص، به راحتی به آب و هوا اجازه جابجایی می دهند. لایه های اپیدرمی محافظ بالایی و پایینی برگها، حاوی تعداد زیادی دهانه می باشند که؛ از دو سلول نگهبان بخصوص در هر سمت تشکیل شده اند. سلولهای نگهبان، جابجایی (ورود دی اکسیدکربن و خروج اکسیژن و بخار آب از برگها) گازهای درگیر در فتوسنتز را کنترل می کنند. اپیدرمی های پایینی برگها به طور طبیعی، حاوی بیشترین تعداد دهانه می باشند.

تنفس :کربوهیدرات های ساخته شده در طول فرآیند فتوسنتز، تنها وقتی برای گیاه با ارزش هستند؛ که به انرژی تبدیل شده باشند. این انرژی در فرآیند ساخت بافتهای جدید مورد استفاده قرار می گیرد. فرآیند شیمیایی که طی آن قند و نشاستة تولید شده در فرآیند فتوسنتز، به انرژی تبدیل می شود؛ تنفس نامیده می شود. این فرآیند مشابه سوزاندن چوب یا زغال سنگ برای تولید حرارت یا انرژی می باشد.اگر اکسیژن محدود شود یا در دسترس گیاه قرار نگیرد، تنفس یا متابولیسم ناهوازی رخ خواهد داد. تولیدات حاصل از این واکنش، اتیل الکل یا اسید لاتیک و دی اکسید کربن می باشد. این فرآیند به عنوان فرآیند تخمیر یا اثر پاستور شناخته می شود*. این فرآیند در صنایع لبنیات کاربرد فراوان دارد. هم اکنون باید واضح باشد که تنفس عکس فرآیند فتوسنتز می باشد. بر خلاف فتوسنتز، فرآیند تنفس در طول شب نیز به خوبی روز صورت می گیرد. تنفس در کلیة اشکال زندگی و در همة سلولها صورت می گیرد. آزاد شدن دی اکسید کربن اندوخته شده و گرفتن اکسیژن همواره در سطح سلول اتفاق می افتد. در ادامه مقایسه ای بین فتوسنتز و تنفس آمده است. فتوسنتز:تولید غذا می نمایدانرژی را ذخیره می کنددر سلول هایی که حاوی کلروپلاست هستند رخ می دهداکسیژن آزاد می کندآب مصرف می نمایددی اکسید کربن مصرف می نمایددر روشنایی صورت می پذیردتنفس :غذا رابرای تولید انرژی گیاه به مصرف می رساندانرژی آزاد می کند در همة سلولها صورت می گیرد اکسیژن را مورد استفاده قرار می دهد آب تولید می نماید دی اکسید کربن تولید می نماید در تاریکی هم به خوبی صورت می پذیرد تعرق:تعرق فرآیندی است که در طی آن گیاه آب از دست می دهد. عمدتاً این کار از طریق دهانة برگها صورت می گیرد. تعرق فرآیندی ضروری است که حدود 90% از آب وارد شده به گیاه از طریق ریشه ها را مورد استفاده قرار می دهد.10% باقیماندة آب در واکنشهای شیمیایی و در بافتهای مختلف گیاه به مصرف می رسد. فرآیند تعرق برای حمل مواد معدنی ازخاک به گیاه، خنک نمودن گیاه در فرآیند تبخیر و نیز برای جابجایی قند و مواد شیمیایی گیاه کاملاً ضروری است. مقدار آب ازدست رفتة گیاه به چندین فاکتور محیطی از جمله دما، رطوبت، وزش باد یا جابجایی هوا وابسته است. با افزایش دما و یا جابجایی هوا، رطوبت نسبی کاهش یافته و این باعث می شود که سلولهای نگهبان در برگها، دریچه های استومتا را باز کنند؛ به این ترتیب نرخ تعرق افزایش می یابد. دی اکسید کربن در گلخانهسالهای زیادی است که به منافع غنی سازی دی اکسید کربن در گلخانه ها، برای افزایش رشد و تولید گیاهان پی برده شده است. دی اکسید کربن یکی از ضروری ترین اجزاء فتوسنتز می باشد. همانطور که در بخش قبل اشاره شد، فتوسنتز یک فرآیند شیمیایی است که انرژی نور خورشید را برای تبدیل دی اکسید کربن و آب به مواد قندی در گیاهان سبز مورد استفاده قرار می دهد؛ سپس این مواد قندی در خلال تنفس گیاه برای رشد آن مورد استفاده قرار می گیرند. اختلاف بین نرخ فتوسنتز و تنفس، مبنایی برای میزان انباشتگی ماده خشک در گیاهان می باشد. در تولید گلخانه ای، هدف همة پرورش دهندگان، افزایش ماده خشک و بهینه سازی اقتصادی محصولات می باشد. دی اکسید کربن با توجه به بهبود رشد گیاهان، باروری محصولات راافزایش می دهد. بعضی از مواردی که باروری محصولات به وسیلة غنی سازی دی اکسید کربن افزایش داده می شود عبارتند از : گلدهی قبل از موعدبازده میوه دهی بالاترکاهش جوانه های ناقص در گلهابهبود استحکام ساقة گیاه و اندازة گل بنابراین پرورش دهندگان گل و گیاه باید دی اکسید کربن را به عنوان یک مادة مغذی در نظر بگیرند.برای اکثر محصولات گلخانه ای، میزان خالص فتوسنتز به واسطة بالا بردن میزان دی اکسید کربن از ppm 340 تا ppm1000 افزایش می یابد. آزمایش های صورت گرفته بر روی بیشتر گیاهان نشان داده است که با افزایش میزان دی اکسید کربن تا ppm1000 فتوسنتز به اندازة 50% افزایش خواهد یافت. البته برای بعضی از گیاهان اضافه کردن دی اکسید کربن تا ppm 1000 در نورکم، از لحاظ اقتصادی، توصیه نمی شود. برای بعضی دیگر از گیاهان مانند گل لاله ، هیچ پاسخی نسبت به اضافه کردن دی اکسید کربن مشاهده نشده است. دی اکسیدکربن در خلال باز شدن دهانه ای، توسط فرآیند پخش به گیاه وارد می شود. استومتاها سلولهای اختصاصی هستند که به طور عمده در قسمت زیرین برگها و در لایة بیرونی قرار گرفته اند. باز و بسته شدن این سلولها اجازه می دهد که معاوضة گازها صورت گیرد. تغلیظ 2CO دراطراف برگها، بالا گیری دی اکسید