ViewWiki

העולם, קצת יותר מקרוב

פוטוסינתזה.

צמחים בונים את עצמם מאוויר, ממים ומאור. הציצו לתוך עלה כדי לראות את המפעל, ואז מנעו ממנו אור או פחמן וראו איך הוא מאט.

גלו את הסצנה מאמר אינטראקטיבי

01 / הניסוי

מזון מן האוויר.

שנו את האור ואת הפחמן הדו־חמצני, ואז פתחו את הכלורופלסט כדי לראות היכן נקלט האור.

תמונה של הסצנה התלת־ממדית „פוטוסינתזה”, שעוסקת בשאלה: מאיפה מגיע החומר שממנו בנוי העץ?
סצנה אינטראקטיבית

הגרסה האינטראקטיבית נטענת…

ההסבר שלמטה זמין כבר עכשיו, בזמן שהסצנה נטענת.

כלורופלסט אחד, מוגדל מאוד. חבילות הגלים הזוהרות הן אור. המולקולות צבועות בצבעים המקובלים בכימיה (פחמן שחור, חמצן אדום, מימן לבן) עבור הפחמן הדו־חמצני והמים שנכנסים, החמצן שיוצא וטבעות הסוכר המשושות שנאגרות בפנים.איור מפושט של מה שנכנס ומה שיוצא. ביחס לכלורופלסט, המולקולות מצוירות גדולות פי אלפים מגודלן האמיתי, והכימיה האמיתית עוברת עשרות צעדים בשני שלבים מקושרים. הזוהר האדום החלש של הדיסקיות באור חזק הוא הפלואורסצנציה של הכלורופיל, מוגברת כדי שאפשר יהיה לראות אותה.

02 / המתכון

חומרים, אנרגיה, תוצרים.

אוויר ומים נכנסים, סוכר וחמצן יוצאים, והאור משלם על הכול.

פחמן דו־חמצני ומים01

חומרי גלם

על כל מולקולת סוכר שיוצאת נכנסות שש מולקולות של פחמן דו־חמצני ושש של מים.

מקור
מהאוויר, דרך פתחי העלה; מהאדמה, דרך השורשים
תרומה
אטומי פחמן, מימן וחמצן
בלי זה
אין ממה לבנות
אור שמש02

אנרגיה

אור אדום וכחול נבלע, אור ירוק מוחזר. האנרגיה משמשת לפירוק המים ולהנעת שלבי הבנייה.

מקור
נקלטת בידי הכלורופיל
תרומה
הדחיפה לפירוק המים ולקיבוע הפחמן
בלי זה
אין סוכר, כמה חומר שלא יהיה
סוכר וחמצן03

תוצרים

הסוכר מזין את הצמח והופך לעמילן, לתאית ולעץ. החמצן הוא השארית, והוא משתחרר לכל מי שנושם.

מקור
הכלורופלסט
תרומה
מזון וחומר בנייה; אוויר לנשימה
בלי זה
אין צמח, וגם אין בעלי חיים
הרעיון הגדול

צמחים בונים את עצמם מאוויר וממים, ומשלמים באור. המפעל לא עובד מהר יותר ממה שמאפשר המרכיב שבמחסור.

6CO₂ + 6H₂O → C₆H₁₂O₆ + 6O₂

בונים מאוויר

זרע כמעט אינו שוקל דבר. העץ שצומח ממנו שוקל טונות. מאיפה הגיעו הטונות האלה? לא מהאדמה, כפי שהניחו במשך מאות שנים; עץ שגדל בעציץ משאיר את האדמה כבדה כמעט כמו שמצא אותה. בערך מחצית מהחומר היבש של עץ היא פחמן, והפחמן הזה הגיע מהאוויר, מולקולה אחת של פחמן דו־חמצני בכל פעם, שנתפרה לתוך סוכר בעזרת האנרגיה של אור השמש. התהליך הזה הוא פוטוסינתזה, וכל פירור מזון שאכלתם אי פעם התחיל בו.

המתכון

המרכיבים הם פחמן דו־חמצני מהאוויר, שנקלט דרך פתחים זעירים בעלה, ומים שנשאבים מעלה מהשורשים. האנרגיה היא אור. בתוך תאי העלה, בגופיפים ירוקים שנקראים כלורופלסטים, האור משמש לפירוק המים ולהצמדת המימן שלהם אל הפחמן שבא מהפחמן הדו־חמצני, וכך נבנה סוכר. החמצן שנשאר מהמים הוא פסולת מבחינת הצמח, והוא משתחרר החוצה דרך אותם פתחים. זה החמצן שאתם נושמים עכשיו.

נסו: הורידו את האור ל־0 % וצפו בערימת הסוכר שמצטמקת. אחר כך העלו אותו ל־100 %, אבל מנעו מהעלה פחמן דו־חמצני.

חזרה לניסוי

הירוק

פתחו את הכלורופלסט ותמצאו בו ערימות של דיסקיות שטוחות. הקרומים שלהן עמוסים בכלורופיל, הפיגמנט שנותן לעלים את צבעם. כלורופיל בולע היטב אור אדום וכחול, ואור ירוק הוא בולע רק מעט; הירוק הוא מה שמוחזר ומגיע אל העין שלכם. בסתיו, כשעץ מפסיק לייצר כלורופיל, נחשפים הצהובים והכתומים שהיו שם כל הזמן.

מה שבמחסור

המפעל לא יכול לעבוד מהר יותר מהאספקה האיטית ביותר שלו. באור עמום אין מספיק אנרגיה, ולא משנה כמה פחמן דו־חמצני זמין. באור חזק עם מעט פחמן דו־חמצני, האור מתבזבז. מגדלי עגבניות בחממות מזרימים פנימה פחמן דו־חמצני נוסף בדיוק מהסיבה הזאת, וצמח על אדן חלון מוצל גדל לאט, ולא משנה כמה טוב מזינים אותו. גם הטמפרטורה מגבילה אותו: בקור הכימיה כמעט נעצרת, ובחום רב היא מתפרקת.

החצי השני של הסיפור

הפוטוסינתזה אוגרת אנרגיה בסוכר. כל יצור חי, כולל הצמחים, מוציא את האנרגיה הזאת בחזרה בנשימה תאית: חיבור הסוכר עם חמצן, שמשחרר את האנרגיה ופולט פחמן דו־חמצני ומים. שני התהליכים הם תמונת ראי זה של זה, ויחד הם מסובבים את הפחמן של העולם החי כולו במעגל. הפחמן שבנשיפה שלכם היה פעם בעלה, ועוד יחזור להיות בעלה.

מותר לעשות בהם שימוש חוזר, עם קרדיט ל־ViewWiki וקישור לעמוד הזה.

04 / ללמוד את זה בקורס

תרגול, צעד אחר צעד.

2 השיעורים האלה מלמדים את הנושא עם שאלות שנבדקות, לפי סדר הקורס.

  1. פוטוסינתזה ביולוגיה · אנרגיה ביצורים חיים
  2. גורמים מגבילים ביולוגיה · אנרגיה ביצורים חיים