EFECTUL LUMINII ASUPRA PLANTELOR

STANCI ANDREEA 1 , ICLĂNZAN RAUL NICOLAE1 andreeastanci@yahoo.comCoordonator ştiinţific:

Fotosinteza este procesul prin care plantele şi unele bacterii utilizeaza energie din lunina solara pentru a produce zahar, care prin respiratia celulara se transforma în ATP, utilizat ca “combustibil” de toate lucrurile vii. Conversia lumina solare inutilizabilă in energie chimica utilizabilă este asociata cu acţiunea pigmenţilor verzi din clorofilă. Procesul de fotosinteză utilizează apă şi elimină oxigenul absolut necesar pentru a ramane in viata.

Putem scrie ecuaţia generală a acestui process astfel:

6H2O + 6CO2 ----------> C6H12O6+ 6O2

Fig.1Diagrama unei uzine vii care ne arata ceea ce intra in procesul de fotosinteză şi ceea ce rezulta in urma acestuia

Frunza si structura saFenomenul de fotosinteză poate fi produs de plante cu frunze si organisme vii (nu toate plantele au

frunze). O frunză poate fi privită ca un colector solar format din celule fotosintetizatoare. Materile prime din fotosinteza, apă şi dioxid de carbon intră în celulele frunzei iar prin procesul de fotosinteză se eliberează zahăr si oxigen.

Fig.2Secţiune în frunză care prezintă caracteristici anatomice importante pentru studiul fotosintezei

Apa intră în rădăcină şi este transportat până la frunze prin intermediul celulelor specializate din plante cunoscut sub numele de xylem. Plantele trebuie să se protejeze impotriva uscarii, şi astfel au evoluat structuri specializate cunoscute sub denumirea de stome care permit intrarea si ieşirea gazelor. Dioxidul de carbon nu poate trece prin stratul protector de ceara cu care este acoperită frunza (cuticule), dar poate intra in frunze printr-o deschidere blocată de 2 celule de paza. De asemenea, oxigenul produs în timpul fotosintezei poate ieşi din frunză numai prin stomata deschisă. Din nefericire pentru plante, în timp ce acest gaz se deplasează între interior şi exterior, va pierde o mare cantitate de apa. Planta de bumbac, de exemplu, va pierde 100 de galoane de apă pe oră în zilele foarte călduroase.

Fig.3Stoma frunzie de mazare

Clorofila şi luminaLumina albă este separată în diferite culori (lungimi de undă), la trecerea printr-o prismă. Lungimea de

undă este definită ca distanţa dintre doua varfuri (sau dintr-un jgheab în alul). Energia este invers proportională cu lungimea de undă, pentru lungmi de undă mari energia este mică.

Fig.4Lungimea de unda şi aspectul undei de lumină naturală

Ordinea de culori este determinată de lungimea de undă a luminii. Lumina vizibilă este o mică parte din spectrul electromagnetic. Lungimea de undă a spectrului vizibil cuprinde mai multe culori, incepând cu culoarea rosie. Lungimile de undă mai scurte reprezintă partea violetă a spectrului. Lungimile de undă mai mari decât lungimea de undă a culorii roşii formează inflaroşile, în timp ce lungimile de undă mai mici decât lungimea de undă a violetului formeaza ultravioletele.

Fig.5Spectrul electromagnetic

Lumina se comporta atât ca o undă cat si ca o particulă. Proprietăţile undei de lumină implică schimbarea direcţiei de propagare la trecerea dintr-un mediu în altu (refracţia luminii). Comportarea ca particulă a luminii este demonstrată prin efectul fotoelectric.

Unul din efectele luminii asupra plantelor este culoarea lor.

Pigmenţii sunt daţi de absorbţia luminii de către substanţă. Culoarea pigmentului vine de la lungimea de undă a luminii reflectate (cu alte cuvinte cele care nu sunt absorbite).Clorofila, pigmentul comun tuturor celulelor fotosintetizaroare absoarbe toate lungimile de undă ale luminii vizibile cu excepţia culorii verzi care se reflectă şi este vazută de ochiul uman. Pigmenţii negri absorb toate lungimile de undă ale luminii. Pigmentul alb reflectă aproape toată lumina având o energie mare. Pigmenţii au proprile lor caracteristici spectrale de absorbţie.

Fig.6Abosrbţia şi transmisia diferitelor lungimi de undă ale lumină de către un pigment ipotetic

Clorofila este o moleculă compleză, nu are aceeasi structură a moleculei la plante si la alte organisme fotosintetizatoare. Toate organismele fotosintetizatoare conţin clorofilă a. Pigmenţi suplimentari absorb energia pe care clorofila a nu o poate absorbi. Pigmenţi suplimentari includ clorofila b (de asemenea c, d şi e în alge si protozoare), xantofila şi carotidele (cum ar fi beta-caroten). Clorofila absoarbe energia sa din lumina de lungimea de undă violet - albastru şi portocaliu roşu –roşu şi puţină din verde – galben – portocaliu.

Fig.7Modelul molecular al clorofilei

Fig.8Modelul moleculei de caroten

Carotenul şi clorofila b absoarbe o parte din energie din lungimea de unda verde. Lungimile de undă scurte nu pătrund mai mult de 5 metri adâncime în apa marii. Capacitatea de a absorbi energie de la undele penetrante, ar putea fi un avantaj pentru alge în producerea fotosintezei, care nu se afla totdeauna in partea superioara a apei marine.

Bibliografie