Все живое на поверхности нашей планеты дышит являясь составной частью биосферы. Фотосинтез и дыхание осуществляют газообмен в биосфере.
Фотосинтез — процесс в результате которого высвобождается энергия получаемая от Солнца. С помощью хлорофилла у растений, бактериохлорофилла и бактериородопсина у бактерий солнечное излучение превращается в химическую энергию. Она преобразовывается в сахар, крахмал, жиры, белки и прочие энергетически богатые вещества. Такой процесс называется фотосинтезом.
Дыхание — изменение преобразующее эту энергию для клеток живых организмов. Известно, что любому организму для жизни необходима энергия. Таким образом, фотосинтез и дыхание взаимосвязанные процессы.
Образно выражаясь, фотосинтез — способ с помощью которого солнечные ресурсы попадают в биосферу в которой живет в том числе и человек.
Процесс преобразования солнечной энергии
Важнейшим химическим элементом в процессе фотосинтеза является углерод, поскольку он способен образовывать молекулярные цепочки. На суше это явление происходит прежде всего в зеленых растениях. В морях солнечное излучение поглощается одноклеточными организмами, известными под названием фитопланктона, содержащими хлорофилл, то есть зелень листьев. Фитопланктон использует для этого углекислый газ, растворенный в морской воде.
За один год с помощью образования органического вещества из углекислого газа и воды на свету извлекается в общей сложности 200 миллиардов тонн углерода. Атомы углерода связаны в сложных молекулах организмов в биомассу. 90 ТВт – именно такое количество солнечного излучения ежесекундно превращается в химическую энергию биомассы для дальнейшего использования энергии.
Биомасса — это вещество, из которого состоит вся биосфера. Ежесекундно содержимое этой гигантской кладовой энергии уменьшается на 90 ТВт, используемых в процессе дыхания живых организмов, их отмирания, сгорания древесины, растительных и органических отходов. Но в то же время одинаковое количество солнечной энергии за счет светимости Солнца поступает в биосферу путем фотосинтеза (90 ТВт). Любопытно, что зеленые растения на суше поглощают 60 ТВт солнечного излучения, в то время как фитопланктон в морях — всего лишь 30 ТВт, хотя мировой океан занимает большую часть поверхности Земли.
Человечество стало использовать биомассу в более значительных масштабах, чтобы тем самым компенсировать весьма ограниченные ресурсы нефти и угля.
Организмы освобождают энергию из органического вещества биомассы (то есть пищи) в процессе дыхания. При этом используется кислород воздуха и вырабатывается углекислый газ и водяной пар.
Таким образом, дыхание — это процесс противоположный фотосинтезу.
Фотосинтез и дыхание дополняют друг друга обеспечивая нормальное течение метаболизма (обмена веществ). Они взаимообусловлены и не могут существовать отдельно. Ведь эти жизненно важные процессы возникли одновременно два миллиарда лет тому назад.
При фотосинтезе поглощается углекислый газ и выделяется кислород, необходимый для дыхания. Во время дыхания поглощается кислород и выделяется углекислый газ, необходимый для фотосинтеза.
