Multidisciplinarni projekat SVJETLOST

B I O L O G I J A

Fotosinteza

Fotsinteza je proces nastajanja organskih materija iz vode i karbon-dioksida ovisan o svjetlosti. Fotosinteza je najznacajniji od svih bioloskih i hemijskih procesa, jer o pretvaranju sunceve energije u hemijsku ovisi sav zivot na Zemlji. Ono se odvija u zelenim dijelovima biljke koji sadrze hloroplast. Jedna biljna celija moze imati 40 - 50 hloroplasta. Hloroplasti su sicusna tjelasca koja sadrze zrnaste tvorevine - tilakoide. Tilakoidi sadrze hlorofil. Izmedju tilakoida se nalazi tecna materija - stroma. Hlorofil je odlucujuci pigment za prevodjenje energije sunceve svjetlosti u hemijsku energiju. Postoji vise vrsta hlorofila. To su hlorofil A, B, C i D, a za fotosintezu su najznacajniji A i B hlorofil.

1 - granum - skup tilakoida, 2 - tilakoid, 3 - stroma, 4 - unutrasnja membrana, 5 - vanjska membrana

Pored hlorofila u tilakoidima se nalaze i druge vrste pigmenata. To su karotin i ksantofil.

Karotin prima svjetlosnu energiju i predaje je elektronima hlorofila, koji je pretvaraju u hemijsku energiju. Jedan dio ove energije veze se u ATP- u (adenozin tri-fosfat), dok drugi dio ostaje slobodan u tilakoidu. Energija koja je ostala slobodna u tilakoidu djeluje na molekulu vode koja se nizom procesa raspada na hidrogen i oksigen. Oksigen odlazi u vanjsku sredinu. Ovaj dio fotosinteze naziva se svijetla faza, jer se odvija pod direktnim utjcajem sunceve svjetlosti.

Druga faza fotosinteze naziva se tamna faza, jer tada biljci nije potrebno direktno prisustvo sunceve svjetlosti. Svi produkti svijetle faze iz tilakoida prelaze u stromu. U nizu slozenih koraka iz hidrogena i karbon-dioksida nastaje jednostavni secer. Iz secera, zajedno sa nitrogenom, sumporom i fosforom iz zemljista, zelena biljka proizvodi skrob, masnocu, bjelancevine, vitamine i ostale slozene materije nepohodne za zivot. Te materije, potrebne za ishranu, putem difuzije i osmoze raznose se po cijeloj biljci.

Znacaj fotosinteze je i u tome sto se u ovom procesu proizvodi oksigen koji, ziva bica koriste u procesu disanja. Postoje dvije tacke u 24-satnom periodu kada su fotosinteza i unutrasnje disanje biljke u ravnotezi. Te tacke se zovu kompenzacione tacke i normalno se javljaju u zoru i sumrak. Tada fotosinteza proizvodi tacne kolicine ugljenih hidrata i kisika za unutrasnje disanje, a unutrasnje disanje proizvodi tacne kolicine karbon-dioksida i vode za fotosintezu.

Ostali utjecaji svjetlosti

Biljke nemaju nervni sistem, ali ipak reaguju na odredjene vrste drazi. Pojedini dijelovi biljke mogu se savijati u pravcu svjetlosti ili suprotno. Svjetlost takodjer djeluje na klijanje i cvjetanje.

Pod utjecajem sunceve svjetlosti provitamin D, koji se nalazi u kozi, pretvara se u vitamin D. Ovaj vitamin sudjeluje u kontroli odlaganja kalcija u kostima, regulise odnos kalcija i fosfora u krvi i regulise metabolizam mineralnih soli.

Neki insekti se orijentisu u prirodi koristeci efekat polarizacije, sto omogucuje specijalna gradja njihovog oka.

Oko

Oko je organ vida koji salje impulse do mozga kad je nadrazen svjetlosnim zracima sa nekog predmeta. Mozak tumaci ove impulse i stvara slike. Oko cini suplja, loptasta cahura – ocna jabucica, koja je izgradjena iz nekoliko slojeva.

Oko je smjesteno u udubljenje u lobanji i zasticeno je ocnim kapcima i trepavicama.

Sastavni dijelovi oka su:

1. retina (mreznjaca) - tkivo na ledjnoj strani ocne jabucice, sastavljeno iz sloja pigmenata i nervnog sloja

2. suspenzorni ligament,

3. roznjaca - providni nastavak bionjace koji lomi svjetlosne zrake na lecu,

4. zjenica,

5. leca - prozirno tijelo koje fokusira svjetlosne zrake,

6. prednja duplja - prostor izmedju roznjace i irisa ispunjen vodenom tecnoscu sa secerima, solima i proteinima,

7. iris - neprozirano tkivo sa krvnim sudovima i centralnim otvorom – zjenicom,

8. cilijarno tijelo,

9. misic,

10. zadnja duplja - prostor iza lece ispunjen gustom tecnoscu koji cuva oblik ocne jabucice, stiti retinu i pomaze u refrakciji svjetlosti,

11. slijepa mrlja,

12. krvni sudovi,

13. opticki nerv,

14. zuta mrlja - polje najostrijeg vida,

15. bionjaca - bijeli ocni omotac.

Svjetlost sa predmeta koji posmatramo pada na roznjacu, prolazi kroz prednju duplju oka i pada na lecu. Leca lomi svjetlost i usmjerava je prema retini. Svjetlost prolazi kroz zadnju duplju i pada na zutu mrlju na retini. Tu se stvara obrnuta slika. Pod utjecajem svjetlosti dolazi do raspadanja bjelancevine rodopsin. Produkti raspadanja rodopsina draze zavrsetke nervnih celija. Oni ove podrazaje prenose na neurone, odakle se nervnim vlaknima podrazaji prenose do mozga. U mozgu nasataje ispravljena slika onoga sto posmatramo.

Mane oka

Refrakcija oka je nacin lomljenja svjetlosnih zraka u oku. Nepravilnosti refrakcije su mane oka:

Kratkovidnost je urodjena mana oka. Kod kratkovidnih ljudi ocna jabucica je nesto izduzena te slika predmeta koji se gleda pada ispred mreznjace. Mana se uspjesno otklanja nosenjem odgovarajucih naocala sa konkavnim socivima.
Dalekovidnost je mana oka kod koje je ocna jabucica nesto kraca i slika predmeta pada iza mreznjace. Otklanja se naocalama sa konveksnim socivima.
Astigmatizam je pogreska u lomu zraka svjetlosti u sistemu ocnih leca. Svjetlosni zraci prolazeci kroz astigmaticnu lecu ne padaju u zajednicku zarisnu tacku. Kod osoba sa ovom manom se javlja zamor i pomucenost vida. Korekcija se vrsi pomocu korekcionih naocala sa posebnim lecama.

Bioluminiscencija

Bioluminiscencija je svijetljenje zivih organizama. Neki jednocelijski organizmi svijetle citavi, dok kod insekata i riba posebne zlijezde izlucuju svijetlecu materiju. Ova pojava je najcesca kod morskih zivotinja. Vecina morskih zivotinja koje zive na velikim dubinama ima organe koji zasvjetlucaju raznim bojama. Neke od njih izbacuju zastitne oblake svijetle sluzi.

Na povrsini okeana, narocito ljeti, prekrasnu sliku stvara svjetlucanje morskih algi.

Na kopnu jednako lijep ugodjaj cine rojevi svitaca u ljetnim vecerima.

Pojavu svjetlucanja mogu, takodjer izazvati i fotogene bakterije na uginulim ribama ili truhlom drvetu.

I rasjeceni krompir moze da svijetli.