Fotosinteza ecuaia chimic, etape.

Prof. Mogo Ctlin

Fotosinteza

Fotosinteza

Competente derivate:C1 - Defineaste fotosinteza. C2 - Descrie ecuatia chimica a fotosintezei. C3 - Enumera etapele desfasurarii fotosintezei. C4 - Caracterizeaza cele doua etape ale fotosintezei. C5 - Enumera aspectele importante ale fotosintezei.

1. Fotosinteza definiie:- este procesul complex care consta in sinteza substanelor organice (proteine, lipide, glucide) din substane anorganice (apa, saruri minerale) folosindu-se ca sursa de energie, energia luminoasa absorbita cu ajutorul pigmenilor asimilatori (in general clorofila si carotenoida) si in cele din urma are loc eliminarea de oxigen. Aceasta definitie descrie chiar ecuatia chimica generala a fotosintezei. - numele de fotosintez vine din limba greac de la cuvintele: phos=lumin, synthesis=unire, reprezentnd deci sintez a unei substane fcut prin aciunea luminii sau din francez de la cuvntul: photosynthese. - prin fotosintez se nelege procesul de formare a substanelor organice din substane anorganice, n plantele verzi, cu ajutorul energiei luminoase. n acest proces, plantele verzi produc, graie luminii solare, cantiti mari de substane organice (glucide, lipide, proteine) din CO2, ap, sruri minerale, punnd n libertate oxigenul necesar respiraiei i arderii diferiilor compui. Datorit fotosintezei, energia luminoas se transform prin intermediul clorofilei, n energie chimic care se acumuleaz n substanele organice ce se formeaz. - o alt definiie a fotosintezei este: procesul de fixare a dioxidului de carbon din atmosfer de ctre plantele verzi (cu clorofil), n prezena radiaiilor solare, cu eliminare de oxigen i formare de compui organici (proteine, lipide, glucide) foarte variai (printre care i zaharuri cum ar fi glucoza);

Fotosinteza - definiie

Fotosinteza = procesul fiziologic prin care plantele verzi produc substante organice proprii din substante anorganice, cu ajutorul pigmentilor asimilatori (ex. clorofila) si a energiei luminoase, punand in libertate oxigen.

Sub influena energiei luminoase are loc n frunz punerea n libertate a oxigenului, fr de care nu ar puteaexista via pe Pamnt.

FOTOSINTEZA definiie:Fotosinteza este procesul de fixare a dioxidului de carbon din atmosfer de ctre plantele verzi (cu clorofil), n prezena radiaiilor solare, cu eliminare de oxigen i formare de compui organici (glucide, lipide, proteine) foarte variai.

Fotosinteza generalitati:- epoca n care a avut loc descoperirea fotosintezei a fost cea n care chimia devenea o tiin exact, adic la jumtatea secolului al-XVIII-lea. n aceast perioad, chimiti din diferite ri ale Europei au elaborat metode de separare a gazelor, de transferare a lor dintr-un container n altul i determinaser proprietile lor chimice i fizice. Dup cte vedem n aceast epoc tiina ncepea s se dezvolte din ce n ce mai mult. - fotsinteza nseamn funciune fiziologic proprie plantelor verzi, datorit creia planta sintetizeaz substanele organice din dioxid de carbon i ap cu ajutorul lumini solare absorbite de clorofil (asimilaie clorofilian); - nc din secolul al XVII-lea din frunze s-a extras cu ajutorul alcoolului o substan verde, care a fost apoi numit clorofil, alctuit din patru pigmeni clorofilieni (clorofila a, clorofila b, clorofila c, clorofila d).

Fotosinteza generalitati (continuare):- clorofila absoarbe lumina albastra si rosie, carotenoida absoarbe lumina albastra si verde, in timp ce lumina verde si galbena nu are nici un efect in absorbtia pigmentilor fotosintetici din plante. Din acest motiv, lumina cu aceste culori este sau reflectata de frunze, sau este lasata sa treaca prin frunze, ca urmare plantele sunt verzi. - alte organisme fotosintetice, cum ar fi cianobacteria, cunoscuta si sub numele de alga albastra-verde, si algele rosii, au pigmenti aditionali: phicobilins, ce au culoarea rosie sau albastra, si care absorb culorile luminii vizibile, care nu este absorbata efeciv de clorofila si carotenoida; - toate organismele fotosintetice produc oxigen; - aproape tot oxigenul din atmosfera a fost generat de fotosinteza; - bineinteles ca toate organismele respiratorii folosesc acest oxigen si elimina dioxid de carbon, astfel fotosinteza si respiratia se incruciseaza, fiecare depinzand de produsul celuilalt; - fara fotosinteza, aerul din atmosfera pamantului ar fi consumat in cateva mii de ani; - ar trebui subliniat ca plantele respira la fel ca orice alt organism superior, si ca in timpul zilei, aceasta respiratie este mascata de o rata mai mare a fotosintezei.

- organismele fotosintetizante: cele mai simple aparin procariotelor (organisme lipsite de nucleu individualizat): bacteriile fotosintetizante, care nu degaj O2 n fotosintez i algele albastre-verzui (adic cianobacteriile). Eucariotele (cu nucleu bine delimitat, individulazat) posed organite specializate n fotosintez i anume cloroplastele. Din acest grup al eucariotelor fac parte: algele (verzi, roii, brune) i plantele verzi propriu-zise (muchii, ferigile i plantele superioare). - principalele organisme fotosintetizante sunt plantele verzi superioare care au pigmenti asimilatori (transforma energia luminii in energie chimica); - cea mai cunoscut form a fotosintezei este dus la ndeplinire de plantele superioare i de alge, precum i de cianobacteriile (sau algele albastre-verzi) i bacteriile nrudite cu acestea, care sunt responsabile de o mare parte a fotosintezei n oceane; - alte organisme fotosintetice, cum ar fi cinobacteria, cunoscut i sub numele de alg albastr-verde, i algele rosii, au pigmeni adiionali i anume: pigmenii ficobilini (ficocianina - pigment albastru i ficoeritrina pigment rou), ce au culoarea roie sau albastr, i care absorb culorile luminii vizibile, care nu este absorbit efeciv de clorofil i carotenoid; - organul specializat in fotosinteza este frunza, desi mai exista tesut asimilator si in alte organe expuse la lumina; - sub influena energiei luminoase are loc n frunz punerea n libertate a oxigenului, fr de care nu ar putea exista via pe Pamnt; - in mezofilul frunzei se gsete esutul asimilator, bogat n cloroplaste ce conin clorofil (pigment ce absoarbe energia luminoas i o transform n energie chimic);

- aproape tot oxigenul din atmosfer a fost generat de fotosintez. Bineneles c toate organismele respiratorii folosesc acest oxigen i elimin dioxid de carbon, astfel fotosinteza i respiraia se ncrucieaz, fiecare depinznd de produsul celuilalt. Fr fotosintez, aeul din atmosfera pmntului ar fi consumat n cateva mii de ani. Ar trebui subliniat c plantele respir la fel ca orice alt organism superior, i c in timpul zilei, aceast respiraie este mascat de o rat mai mare a fotosintezei. - din punct devedere chimic, fotosinteza este un proces de oxido-reducere, n care una din componentele ce intr n reacie (apa) este oxidat, iar cealalt (dioxidul de carbon) este redus. Oxidarea moleculei de ap se face printr-un proces de dehidrogenare, rezultnd n final oxigen i hidrogen. Oxigenul care se elimin n fotosintez provine deci din ap i nu din CO2. Desfacerea moleculei de ap n componentele sale se produce n prezena luminii, iar fenomenul se numete fotoliz.

- lumina solar are un rol mult mai important n hrnrea noastr dect ne-am fi ateptat noi. Toat mncarea i toi combustibilii fosili folosii de noi sunt produi ai fotosintezei, proces ce transform energia luminii solare, n forme chimice de energie ce pot fi folosite n sisteme biologice. Fotosinteza poate fi ndeplinit de mai multe organisme, variind de la plante, la bacterii. Cea mai cunoscut form a fotosintezei este dus la ndeplinire de plantele superioare i de alge, precum i de cianobacteriile (sau algele albastre -verzi) i bacteriile nrudite cu acestea, care sunt responsabile de o mare parte a fotosintezei n oceane. Toate aceste organisme, transform dioxidul de carbon n material organic, prin reducerea acestui gaz la carbohidrai, folosind o serie de transformri complexe. Electronii pentru reducerea acestei reacii, vin n mod fundamental din apa, care apoi se descompune n oxigen i protoni. Energia pentru acest proces este furnizat, de lumin, aceasta fiind absorbit de pigmeni. (n general clorofila i carotenoida). Clorofila absoarbe lumina albastr i roie, carotenoida absoarbe lumina albastr i verde, n timp ce lumina verde i galben nu are nici un efect n absorbia pigmenilor fotosintetici din plante. Din acest motiv, lumina cu aceste culori este sau reflectat de frunze, sau este lsat s treac prin frunze, ca urmare plantele sunt verzi.

- fotosinteza poate fi considerata ca o "legatura" intre Soare si Pamant. Plantele verzi absorb n mod predominant substanele minerale, din care, prin asimilaie clorofilian, sunt sintetizate substanele organice. Deoarece plantele pot sa-si sintetizeze hrana singure din substantele minerale, spunem ca plantele au o hrnire autotrof. Plantele sunt primele productoare de materie organica, ele numindu-se din acest motiv si productori (productor=prima categorie trofic dintr-un lan trofic). Deoarece plantele sintetizeaza mai multe substante organice dect le sunt necesare, rezulta o rezerva de substane care va circula spre organele de depozitare. Pot fi depozitate urmatoarele tipuri de substante rezerva: substante dulci (glucide): zaharuri, amidon substante grase (lipide): uleiuri substante proteice (proteine) Aceste substane (enumerate mai sus) pot fi folosite n mai multe situaii: cnd planta duce lips de substane hrnitoare; pentru nmugurire, n anul urmtor; pentru dezvoltarea embrionului din smna care ncolete.

- fotosinteza este fenomenul prin care plantele produc, cu ajutorul luminii solare, substanele organice din substane minerale, punnd n liberatate oxigen. Pe baza ei se formeaz substanele organice care alctuiesc corpul plantelor i al animalelor, precum i hrana lor; se realizeaz o circulaie n natur a elemntelor oxigen, azot, carbon, fosfor, sulf s.a. Carbonul este absorbit sub form de bioxid de carbon (CO2) i asimilat sub forma substanelor organice produse n fotosintez. Dup moartea plantelor, substanele organice acumulate sunt folosite de ctre microorganisme pentru hrana lor, care duc transformarea lor pn la mineralizarea complet. - rolul plantelor in istoria evolutiva a lumii este foarte complex pentru c ele au transformat atmosfera Pmntului ntr-o atmosfer ce putea s susin regnul animal. Probabil c imensele cantiti de bioxid de carbon prezente iniial n atmosfer au mpiedicat animalele s respire, dar n procesul de fotosintez plantele absorb dioxid de carbon i elimin oxigen (O2). Capacitatea plantelor de a produce fotosinteza folosind lumina soarelui este punctul de pornire al lanului alimentar.

Fotosinteza se realizeaz prin nsumarea urmtoarelor trei procese principale:fotoliza apei; fotofosforilarea (formarea ATP-ului i NADPH + H+-ului); fixarea dioxidului de carbon i transformarea lui prin procese de reducere enzimatic n substane organice fundamentale ale celulei vii: glucide, lipide, proteine. Fotoliza i fosforilarea sunt procese fotochimice care au loc numai n prezena luminii i a clorofilei. Ele constituie faza luminoas (sau faza fotochimic) a fotosintezei. Reducerea dioxidului de carbon nu necesit prezena luminii, se poate petrece i n ntuneric i de aceea se numete reacia de ntuneric (sau faza de ntuneric sau faza metabolic, sau faza obscur a fotosintezei). Prin fotoliz se nelege descompunerea apei n hidrogen i oxigen cu ajutorul luminii i a clorofilei. Fotoliza apei constituie reacia primar a fotosintezei. Ea se produce cu un consum mare de energie (56 Kcal/mol) care provine din energia luminoas prin intermediul clorofilei a din cloroplaste. Prin fotofosforilare sau fosforilare fotosintetic se nelege formarea ATP-ului din ADP i fosfat anorganic n prezena energiei luminoase i poate fi redat prin urmtoarea ecuaie: hn(ADP) + n(H3PO4) n(ATP)

n felul acesta, o parte din energia luminoas se inmagazineaz sub form de energie chimic n legturile macroergice ale ATP-ului (sau adenozin trifosfat) i n moleculele de NADPH + H+. La formarea ATP-ului intervin cloroplastele i unii cofactori (ferredoxina, chinone, etc.).

2. Ecuatia chimica generala a fotosintezei:CO2 + H2O + sruri minerale energie lumin substane organice + O2

sau6 CO2 + 6 H2O C6H12O6 + 6O2glucide (monozaharide)

CONDITII DE REALIZARE A FOTOSINTEZEI:

Prezena dioxidului de carbon CO2) n mediuPrezena luminii

Existenta pigmenilor asimilatori

ORGANUL PRINCIPAL IN CARE SE REALIZEAZA FOTOSINTEZA FRUNZA

A- imparipenat-compusa B palmat-compusa

Structura intern a frunzei:

1. Cuticula 2. Epiderma superioara 3. esut palisadic 4. esut lacunar 5. Epiderma inferioar lemnos)

6. Ostiol 7. Celule stomatice 8. Lemn 9. Liber 10. Nervura (fascicul libero-

Structura unei stomate:

- 2 celule stomatice - ostiola (deschidere) - celule anexe

Rdcina absoarbe seva brut din sol, ce ajunge prin vasele lemnoase la frunze. Prin osteolele stomatelor intr n frunz dioxidul de carbon din atmosfer.Celule anexe

Osteol

Celule stomatice

Stomat

Pigmenii asimilatori (sau fotosintetizatori):pigmenii clorofilieni: clorofila a i clorofila b (pigmenii clorofilieni au importanta crescuta in fotosintez);pigmenii carotenoizi: caroten, xantofila (pigmenii carotenoizi nsoesc pigmenii clorofilieni i pe lng rolul n fotosintez au un rol important n protecia pigmenilor clorofilieni mpotriva efectului radiatiilor UV-ultraviolete;) pigmenii ficobilini: ficocianina, ficoeritrina (pigmenii ficobilini se gsesc la algele albastre verzi i roii). clorofila=pigment natural de culoare verde, care se gsete n celulele unor plante (numite cloroplaste) i care, sub aciunea razelor solare, absoarbe din aer dioxidul de carbon (CO2) necesar plantei. carotenul=pigment portocaliu

xantofila= pigment galben care se gsete n plante alturi de clorofil i de caroten, colornd toamna frunzele n galben-rocat.ficocianina=pigment albastru, ce poate fi gsit n alge albastre. ficoeritrina=pigment rou care se gsete n unele alge (n special algele roii).

Pigmenii fotosintetizani:Pigmenii fotosintetizani absorb cuantele de lumin, stabilind astfel premisa esenial pentru desfurarea procesului de fotosintez. Pe lng pigmenii activi n fotosintez alti pigmeni pot, de asemenea, servi ca receptori ai energiei, dar nainte ca aceasta s fie utilizat n fotosintez ea trebuie s fie transmis mai departe clorofilei a. Clorofila verde din plante absoarbe energie solar i o utilizeaz pentru a recombina carbonul, hidrogenul i oxigenul n hidrai de carbon, cum ar fi celuloza (material fibros rezistent care nconjoar fiecare celul vegetal), precum i n amidon i zaharuri bogate n energie. Planta poate s le combine pe acestea cu azotai, fosfai i sruri de potasiu absorbite din sol pentru a forma proteine, grsimi i alte substane. De curnd s-a dovedit c utilizarea clorofilei, extras din plante prin anumite metode, poate contribui la eliminarea toxinelor din snge, la accelerarea tranzitului intestinal, la vindecarea anemiei, acneei, unor alergii, gastritelor, ulcerului, astmului etc.

carotenul=pigment portocaliu, liposolubil (adic solubil n lipde), precursor al vitaminei A, prezent n morcovi, roii, unele legume verzi, n fructe, n laptele integral i n unt. Un consum excesiv de alimente bogate n beta-caroten provoac o nglbenire a pielii. Aceast coloraie dispare rapid de ndat ce se suprim excesul de aport alimentar n beta-caroten. Beta-carotenul protejeaza pielea fa de soare prin stimularea sintezei melaninei (melanina fiind pigmentul care d culoarea pielii aflat n celule numite melanocite). xantofila=pigment galben care se gsete n plante alturi de clorofil i de caroten, colornd toamna frunzele n galben-rocat. ficocianina=este un pigment albastru, ce poate fi gsit n alge albastre. Acest pigment este ataat la membranele fotosintetice. De asemenea, ndeplinesc funcia de molecule de depozitare a nitrogenului (azotului). Ficocianina absoarbe lumina roie, ce ptrunde n ap, i emite lumin albastr. ficoeritrina=pigment rou care se gsete n unele alge (n special algele roii).

Clorofila: 1. Pigmenii clorofilieni cuprind: clorofila a intalnita la toate plantele fotosintetizante; clorofila b la plantele superioare si la algele verzi; clorofila c caracteristica pentru diatomee si pt algele brune; clorofila d la unele alge roii; clorofila e la unele alge galben-aurii; la bacteriile autotrofe fotosintetizante: - bacterioviridina la bacteriile verzi; - bacterioclorofila a la bacteriile purpurii si verzi; - bacterioclorofila b intr-o tulpina a unei bacterii purpurii din genul Rhodopseudomonas. Clorofila este o porfirin ce conine un nucleu tetrapirolic, ce prezint un sistem ciclic de 9 duble legturi conjugate. Clorofila a i b difer una de cealalt prin radicalul situat n poziia 3 pe nucleul porfirinei: clorofila a conine un radical metilic CH3 , iar clorofila b conine un radical formil CHO. Ambele clorofile sunt de consisten ceroas, insolubile n ap, dar solubile n solveni organici.n soluie clorofilele a i b sunt uor oxidabile n prezena luminii. Clorofila c, de culoare verde deschis, a fost izolat din alge (diatomee, feoficee i dinoflagelate). Clorofila d, a fost identificat la cteva alge roii la care lipsete clorofila b. Bacterioclorofila se ntlnete la bacteriile purpurii (tiorodobacterii). Bacterioviridina se ntlnete la bacteriile verzi (tioclorobacterii)

Clorofila continuare: Molecula de clorofila=gruparea prostetica a unor cromoproteine. Importanta in structura lor e prezenta Mg2+ fara de care clorofila nu se poate constitui si a unor radicali diferiti functie de tipul clorofilei ce se prind la nucleul tetrapirolic al moleculei mari. Sinteza pigmentilor clorofilieni la plantele angiosperme poate avea loc in toate radiatiile vizibile ale spectrului, dar la o energie radianta egala, cele mai active sunt radiatiile rosii. Biosinteza clorofilelor necesita prezenta: Mg, Fe, Cu, Mn, Zn, Mo si incepe de la asa-numita protoclorofila ce va determina formarea de clorofila a si b.

Clorofila continuare:Disparitia pigmentilor clorofilieni din plantele in care ei se formeaza numai la lumina (in cazul in care aceste plante sunt tinute la intuneric) demonstreaza ca ei sufera in permanenta procese de distrugere atat la lumina cat si la intuneric. La aceste plante lumina este deci necesara in permanenta pentru biosinteza unor cantitati noi de pigmenti si nu numai pentru decurgerea normala a procesului de fotosinteza. Pigmentii asimilatori au rolul de a absorbi (conform cu particularitatile lor de absorbtie) radiatiile de lumina a caror energie este utilizata la sinteza substantelor organice in fotosinteza. In acest sens, rolul primordial il are clorofila a = acceptorul final al energiei radiatiilor absorbite de catre ceilalti pigmenti si e capabila sa absoarba anumite radiatii ale spectrului solar. In timpul fotosintezei, moleculele de clorofila ajunse in stadiul de excitatie revin la starea initiala fundamentala eliminand 1 e (electron) cu un potential energetic ridicat si acceptand un alt e (electron) cu potential energetic normal. Ansamblul proceselor ce caracterizeaza mecanismul fotosintezei=procese de oxidoreducere in cadrul carora moleculele de clorofila a transfera e (electroni) unei substante ce se reduce si primesc alti e (electroni) de la o substanta ce se oxideaza. Prin transferul e (electronilor) cu potential energetic ridicat oxidantului clorofilei a, are loc transformarea energiei luminoase absorbite in energie chimica, are loc asa-numita reactie fotochimica a fotosintezei.

Clorofila continuare:

In frunzele btrne/in conditii nefavorabile (seceta, excesul de umiditate, insolatia puternica, excesul de substante toxice, temperatura scazuta) are loc degradarea peristromei cloroplastului, dezorganizarea stromei, a granelor si in final descompunerea moleculelor de clorofila. In aceste conditii dispare culoarea verde din frunze si se formeaza: epiporfirina de culoare rosie; - feofitina pigment brun; - pigmenti carotenoizi mai rezinstenti la degradare; - pigmenti antocianici. Ca urmare apar coloratii specifice ale frunzelor in perioada de toamn cu nuane de galbenportocaliu, brun-rocat i albstrui functie de raportul intre aceste componente in frunza.

Clorofila generaliti:

nc din secolul al XVII-lea din frunze s-a extras cu ajutorul alcoolului o substan verde, care a fost apoi numit clorofil, alctuit din patru pigmeni clorofilieni (clorofila a, clorofila b, clorofila c, clorofila d); Clorofila din frunze capteaz componentele luminii solare i le transform n energie nutritiv prin fotosintez. Plantele sunt singurele organisme care sunt capabile s absoarb energia soarelui. Dei substanele nutritive sunt n mare parte derivate din sol, acestea sunt numai fragmente care contribuie n procesul de cretere a plantei. Fotosinteza este necesar ca s permit acestora s fie asamblate n molecule noi. Clorofila absoarbe lumina albastra si rosie, carotenoida absoarbe lumina albastra verde, in timp ce lumina verde si galbena nu are nici un efect in absorbtia pigmentilor fotosintetici din plante. Din acest motiv, lumina cu aceste culori este sau reflectata de frunze, sau este lasata sa treaca prin frunze, ca urmare plantele sunt verzi. Clorofila verde din plant absoarbe energia solar i o utilizeaz pentru a recombina carbonul, hidrogenul i oxigenul n hidrai de carbon, cum ar fi celuloza (material fibros rezistent care nconjoar fiecare celul vegetal), precum i n amidon i zaharuri bogate n energie. Planta poate s le combine pe acestea cu azotai, fosfai i sruri de potasiu absorbite din sol pentru a forma proteine, grsimi i alte substane. Grdinarii adesea numesc ngrmintele i constituenii lor hran pentru plante, ntr-un fel justificat, deoarece asigur plantei materialele necesare pentru ai construi esuturile. ns exist o mare diferen ntre aceast hran i cea consumat de animale.

Clorofila generaliti (continuare):

O plant verde tipic absoarbe din sol numai compui chimici simpli substane produse prin putrezirea i descompunerea materialelor organice. Un animal obine materiale organice n stare complet sintetizat i le descompune n funcie de necesiti, folosindu-i propriul sistem digestiv. Clorofila este cea care separ dioxidul de carbon i apa n oxigen i zaharuri (carbohidrai sau energie stocat) i este gsit n cloroplaste, care se gsesc abundent n special n celulele din frunze. Acestea (cloroplastele) dau culoarea verde celor mai multe plante chiar i frunzele care arat maroniu, rou sau gri conin clorofil, dar culoarea verde a acestora este mascat de prezena altor pigmeni. Numai plantele parazite cum sunt cuscuta sau ciupercile nu conin clorofil, iar acestea trebuie s triasc prin energia produs de alte plante. Ecuaia chimic pentru a transforma apa (din sol) i dioxidul de carbon (din aer) n oxigen i zaharuri este simpl, dar separarea actual i reasamblarea atomilor este fcut de clorofil. Zaharurile produse sunt de fapt o form de energie stocat. Lumina soarelui stimuleaz moleculele clorofilei, care pornesc reaciile chimice, aa c fr o rezerv adecvat de ap, dioxid de carbon i soare, creterea va fi sub nivelul optim. Cultivatorii comerciali folosesc cteodat lumina artificial pentru creterea plantelor n timpul lunilor mai mohorte i cteodat adaug dioxid de carbon pentru a da plantelor culoarea verde atunci cnd nivelul lor de dezvoltare este sub cel optim.

2. Pigmenii carotenoizi: Pigmenii carotenoizi sunt: carotenul (C40H56) (pigment de culore galben); xantofila (pigment de culoare portocalie). Pigmenii carotenoizi nsoesc pigmenii clorofilieni i pe lng rolul n fotosintez au un rol important n protecia pigmenilor clorofilieni mpotriva efectului radiatiilor UV-ultraviolete); Pigmenii carotenoizi de culoare galben (xantofila) sau portocalie (carotenul) sunt prezeni n toate celulele fotosintetizante. n frunze, culoarea lor este n mod normal mascat de ctre clorofil, dar toamna cnd clorofila se dezintegreaz, pigmenii galbeni devin vizibili. Carotenul este o hidrocarbur a crei caten se ciclizeaz la extremiti. Xantofilele sunt derivai oxigenai ai carotenei (C40H56 O2). Carotenoizii se gsesc n lamelele cloroplastelor n proximitatea clorofilelor. n procesul de fotosintez, energia absorbit de carotenoizi poate fi transferat clorofilei a, care trece astfel n stare de excitaie, carotenoizii revenind la starea lor fundamental (neexcitat). Totodat carotenoizii protejeaz moleculele de clorofil fa de lumin prea puternic.

3. Pigmenii ficobilini: Pigmenii ficobilini sunt: ficocianina (pigment de culoare albastr, ntlnit la algele albastre ); ficoeritrina (pigment de culoare roie, ntlnit la algele de culoare roie). Pigmenii ficobilini se gsesc la algele albastre verzi i roii.

FicocianinFicocianina este un pigment albastru, ce poate fi gsit n alge albastre. Acest pigment este ataat la membranele fotosintetice. De asemenea, ndeplinesc funcia de molecule de depozitare a nitrogenului (azotului). Ficocianina absoarbe lumina roie, ce ptrunde n ap, i emite lumin albastr. Face parte din familia ficobelinelor. Ficocianina are multe proprieti anti-inflamatorii i antioxidante. Ficocianina, care se gsete n Spirulin, influeneaz diviziunea celulelor su din mduva osoas, ce servesc ca celule mam att pentru leucocite, componente ale sistemului imun, ct i pentru eritrocite, ce asigur oxigenarea organismului. Cercettorii chinezi demonstreaz c ficocianina stimuleaz eritropoieza, avnd efect similar cu eritropoina. Eritropoina este produs la nivelul rinichiului sntos i regleaz diferenierea globulelor roii din celulele stem ale mduvei osoase. Savanii chinezi Zhilong Chen i Xuejun Gao presupun, c ficocianina are capacitatea de a stimula sinteza eritrocitelor sanguine, asemenea hormonului eritropoietina. El stimuleaz sinteza att a celulelor albe ct i a celor roii, chiar i n cazul afeciunilor toxico-chimice i/sau radiaionale. Bazndu-se pe acest efect spirulina este aprobat n calitate de supliment alimentar curativ n caz de iradieri radioactive.

n procesul ndelungat al adaptrii la diferitele condiii ecologice n care triesc, plantele i-au elaborat acel sistem de pigmeni care sa le permit s exploateze, din mediul lor de via, tocmai acele radiaii pe care le gsesc din belug. Astfel, plantele verzi care triesc n medii bogate n radiaii roii i-au dezvoltat mai mult sistemul clorofilelor, algele brune i bacteriile purpurii care triesc n medii bogate n radiaii de la mijlocul spectrului vizibil i-au dezvoltat mai ales sistemul carotenoizilor, iar algele roii i albastre pe cel al ficobilinelor. Toi aceti pigmeni absorb fotonii cu eficiena diferit, transmind apoi energia lor sistemelor fotochimice, considerate a fi n numr de dou: sistemul fotochimic I si sistemul fotochimic II (SF I i SF II). Astfel, ficobilinele i clorofila b sunt localizate n special, dar nu exclusiv, n SF II (sistemul fotochimic II). Clorofila a, la plantele superioare i algele verzi este raspndit att n SF I ct i n SF II, dar n algele roii ea este localizat numai n SF I. Carotenoizii sunt legai mai ales de SF II. S-a presupus ca funcia pigmenilor accesorii (clorofila b, carotenoizii, ficobilinele) este de a absorbi fotonii din zonele spectrului vizibil n care clorofila a nu absoarbe i de a transfera apoi energia acestora ctre moleculele clorofilei a, singura capabil s ndeplineasc reaciile fotochimice primare implicate n fotosintez. Ramn nc multe aspecte necunoscute privitoare la rolul pigmenilor asimilatori n procesul de fotosintez. Situaia se complic i mai mult prin faptul c pentru fiecare pigment exist mai multe forme. De exemplu, pentru clorofila a au fost identificate n plantele verzi superioare, dup spectrele lor de absorbie, trei forme: clarofila a-673, clorofila a-683 si clorofila a695 (dup unii autori 700), cifrele indicnd lungimea de und la care se situeaz maximele lor de absorbie n spectrul vizibil. Mai simplu, cele trei complexe de clorofil sunt notate P673, P683 si P700. Analiza clorofilelor extrase din plante a demonstrat c aceste forme sunt identice din punct de vedere chimic. nseamn deci c diferenele constatate in vivo" n spectrul lor de absorbie se datoresc, prababil, modului n care ele sunt dispuse n celule i complexrii lor cu diferite proteine cu care sunt asociate.

3. Etapele de desfasurare a fotosintezei (sau mecanismul fotosintezei) - fotosinteza cuprinde dou faze majore, strns legate ntre ele i anume:

etapa de lumin (sau faza fotochimic, sau faza Hill); etapa de ntuneric (sau faza metabolic, sau faza Blackmann).Aceste etape se desfasoara succesiv si interdependente.

FAZELE FOTOSINTEZEI:Fotosinteza cuprinde 2 faze: - faza de lumina (sau faza fotochimic, sau faza Hill) - faza de intuneric (sau faz metabolic, sau faza Blackmann)

a) Etapa de lumina (sau faza fotochimic, sau faza Hill): - are loc la nivelul membranelor tilacoidale ale cloroplastelor care conin molecule de clorofil organizate n dou fotosisteme seriate: fotosistemul II (P 680) i fotosistemul I (P 700). Cele 2 cifre (680, 700) reprezint lungimea de und a luminii absorbit exprimat n nanometri. Un fotosistem este un set de molecule pigmentare, strict ordonate n interiorul membranie tilacoidale. El acioneaz asemenea unei antene, captnd i direcionnd energia fotonului spre o singur molecul de clorofil, clorofila a, care va participa direct la procesul de fotosintez. Cele 2 fotosisteme capteaz simultan lumin. - etapa de lumin este direct dependent de lumin i asigur procesul fotochimic prin care energia luminoas este convertit (transformat) ntr-un compus bogat n energie numit ATP (adenozin trifosfat) care este o macromolecul macroergic (macroergic=adic produce o cantitate mare de energie) i un reductor primar numit NADPH; - procesul fotochimic nu este posibil dect prin intervenia pigmenilor asimilatori (sau fotosintetizatori);

Etapa de lumina (sau faza fotochimic, sau faza Hill): - se produce n: grana cloroplastelor (membrana interna a cloroplastelor formeaz numeroase plieri lamelare numite tilacoide. Ele ocupa interiorul cloroplastelor si formeaz structuri de tipul fiicului de monede (grana)); clorofil care absoarbe energia luminoasa si o utilizeaz pentru: - sinteza unor substane necesare in urmtoarea etapa, intre care ATP-ul (adenozintrifosfat) - substana macroergica a organismelor, care contribuie la conversia energiei luminoase in energie chimica; - descompunerea apei in hidrogen si oxigen (fotoliza), acesta din urma fiind eliminat in atmosfera.

n faza de lumin au loc urmtoarele patru procese: pigmenii asimilatori capteaz energia luminoas i o transfer treptat pn la clorofila a din centrul de reacie al fotosistemelor; clorofila a, sub influena fotonului, elimin 1 electron, care va fi preluat i transferat printr-un lan de substane cu potenial redox (caten transportoare), de la fotosistemul II la fotosistemul I i de la fotosistemul I la NADP+; transferul electronilor de la o substan la alta se realizeaz cu cedare de energie, care va fi stocat n ATP i NADPH; golul electronic al fotosistemului II determin fotoliza apei i captarea de la aceasta a unui electron, care va determina revenirea clorofilei la starea normal. Hidrogenul eliberat prin descompunerea apei este transferat prin catene transportoare pn la NADP+, care se reduce devenind NADPH (NADP+ + 2e- + H+ = NADPH).; golul electronic al fotosistemului I este umplut cu electronul cedat i transferat de la fotosistemul II. Aceast faz se finalizeaz cu formarea ATP i NADPH (substane macroergice). Aceste substane fac legtura cu faza de ntuneric.

Faza de lumin (sau faza fotochimic, sau faza Hill): Reaciile de lumin au loc n membrana tilacoidelor i au mai multe etape stransdependente unele de altele. Ele sunt: absortia cuantelor de lumin de ctre molecula de clorofil. Ca urmare a acestui proces, are loc o crestere a nivelului energetic al unui electron pe cuanta de lumin absorbit. preluarea i conducerea mai departe a electronilor cu energie nalt printr-un sistem de factori ce se activeaz n lan. fotosinteza: ca urmare a deficitului de electroni creat n molecula de clorofil se realizeaz descompunerea apei celulare n electroni, protoni i oxigen. legarea electronului eliberat n urma lanului transportor de electroni i a protonilor eliberai din fotoliza la coenzima NADP cu formarea agentului reducator. NADPH + H + -- legarea energiei eliberate sub influena luminii n compusul ATP (adenozin trifosfat), cu nalt coninut energetic.

Reacia de lumin I i reacia de lumin II: Toate organismele fotosintetice ce produc oxigen, au dou tipuri de centre de reacie numite fotosistem I i fotosistem II, amndou fiind complexe pigment/protein, localizate n membrane specializate numite tilacoide. n plante i alge, acestea sunt localizate n cloroplaste. De obicei se gsesc n gramezi de membrane. Procesele din membranele tilocoidale se desfoar n dou etape care se intercondiioneaz; a) Fotosistemul I este reprezentat de clorofil cu o structur aparte (clorofila A1) care absoarbe lumina cu o lungime de und de 700 nm (nanometri). La absortia luminii fotosistemul I transfer electronii unui acceptor nc neidentificat A1. Electronii trec prin diverse sisteme redox i ajung n cele din urm, mpreun cu protonii din fotoliza la NADP pe care l convertesc n NADPH+H+, necesar etapei de ntuneric. b) Fotosistemul II este reprezentat de moleculele de clorofila A2 capabile de a absorbi lumina cu o lungime de und de 600 nm (nanometri). La absoria luminii fotosistemul II transfer electronii unui sistem de factori redox i n final clorofilei A1. Clorofila A2 preia electronii rezultai din fotoliz. Energia eliberat de electroni n lanul transportor de electroni este nmagazinat n molecula de ATP (adenozin trofosfat), care urmeaza a fi utilizat n etapa de ntuneric.

a) Faza de lumin (sau faza fotochimic, sau faza Hill) - generaliti:

- localizata la nivelul tilacoidelor granare; - distingem doua etape: - absorbtia energiei luminoase - transformarea energiei luminoase in energie chimica: - fotoliza apei - fotofosforilarea aciclica - fotofosforilarea ciclica- fotoliza apei: descompunerea apei: H2O O2 + 2 H+ O2 este pus in libertate hidrogenul va fi acceptat de substantele organice - fotofosforilarea: producerea unei substante purtatoare de energie chimica ATP (acid adenozintrifosforic)

ORGANITUL FOTOSINTETIZANT:

CLOROPLASTUL

n mezofilul frunzei se gsete esutul asimilator, bogat n cloroplaste. Acestea conin clorofil, pigment ce absoarbe energia luminoas i o transform n energie chimic.

Structura cloroplastului:

Cloroplast

b) Etapa de ntuneric (sau faza metabolic, sau faza Blackmann): - are loc la nivelul stromei cloroplastului (sau substana fundamental care conine enzime, incluziuni lipidice, granule de amidon, acizi nucleici si ribozomi.); - const n reacii care folosesc energia stocat n ATP (adenozin trifosfat) pentru ncorporarea CO2 din aer n compui organici hidrai de carbon (n special, glucoz); - monozaharidele sunt convertite n: polizaharide (Ex: amidon, celuloz); acizi organici; lipide. - substanele organice sintetizate n frunz (seva elaborat) sunt conduse prin vasele de liber (sau vasele liberiene) la esuturile din ntreaga plant unde sunt consumate sau depozitate.

Etapa de ntuneric (sau faza metabolic, sau faza Blackmann): Cuprinde o serie de reacii ciclice, n care intr CO2 i se finalizeaz cu formarea substanelor organice = glucoz. n aceast faz, carbonul oxidat din CO2 trece n forma redus din molecula de glucoz. nainte de a ptrunde n ciclul de reacii, CO2 este acceptat de ctre o substan n funcie de care se face clasificarea plantelor n: plante de tip Calvin sau C3 acceptorul este ribulozo-difosfat, iar prima substan sintetizat este una cu trei atomi de carbon de tipul acidului fosfogliceric (APG). Ciclul de reacii care asigur reducerea CO2 i fixarea lui n moleculele organice se numete ciclul Calvin; plante de tip C4 acceptorul este fosfo-enolpiruvatul, iar prima substan sintetizat este una cu patru atomi de carbon (acidul malic sau acidul aspartic). Aceste plante la rndul lor sunt de tip Hatch i Slack sau de tip CAM.

Etapa de ntuneric (sau faza metabolic, sau faza Blackmann) continuare slide anterior:Studierea reaciilor ciclului Calvin a pus n eviden formarea iniial a unei substane organice cu trei atomi de carbon=acid fosfogliceric. Prin condensarea a dou molecule de acid fosfogliceric rezult o molecul de glucoz. Glucoza poate forma ulterior toate celelalte tipuri de substane organice. Faza de ntuneric beneficiaz de energia furnizat de ctre ATP i de H+ i e- (electroni) furnizai de NADPH. Fotosinteza se poate pune n eviden prin: 1 - evidenierea oxigenului produs (tehnica bulelor de gaz); 2 - evidenierea CO2 absorbit (tehnica volumului nchis de aer); 3 - evidenierea substanelor organice produse (proba cu iod a lui J. Sachs prin care se evideniaz amidonul).

Faza de ntuneric (sau faza metabolic): Are loc ntre membranele tilocoidelor din cloroplast; ea presupune transformarea CO2 preluat din mediu prin stomate i transportat cu ajutorul sistemului intercelular in produsul de fotosintez, glucoza. La procesul de reducere a CO2 iau parte produii fazei de lumin, ATP i NADPH+H+. Reaciile fazei de ntuneric se desfoar pe parcursul a trei etape. Procesul este denumit dup descoperitorul su, ciclul Calvin.

b) Faza de ntuneric (sau faza biochimic, sau faza metabolic, sau faza Blackmann) - generaliti:- mult mai cunoscuta decat faza de lumina; - are loc in stroma cloroplastului; - utilizeaza produsii rezultati in faza de lumina (ATP si NADPH); - nu implica direct participarea luminii; - reactiile care au loc in aceasta etapa ciclul Calvin sau ciclul C3 - se formeaza substante organice (glucide, lipide, proteine, etc.)

Influenta factorilor de mediu asupra fotosintezei:Fotosinteza este un proces supus influentelor factorilor de mediu. Dintre acetia pot fi enumerai: temperatura, cantitatea si calitatea luminii, cantitatea de O2 si de CO2. In general, procesul de fotosinteza ncepe la o temperatura uor inferioara valorii de 0C, creste in intensitate odat cu ridicarea temperaturii, atingnd la unele plante maximum de intensitate la 30-37C, dup care, prin mrirea in continuarea temperaturii, descrete rapid, ncetnd in jurul temperaturii de 50C. Exista mari variaii intre diferite specii, variaii care se datoreaz mediului in care triesc plantele respective, temperaturilor la care sunt adaptate. Temperatura optima pentru fotosinteza este in strnsa legtura cu condiiile de iluminare si cu concentraia CO2 din mediu. In general, la plantele din zona temperata, temperatura optima a fotosintezei este cuprinsa intre 20-30C. In ceea ce privete limita inferioara a temperaturii la care fotosinteza mai are loc sa constatat ca la plantele cu frunze sempervirescente, fotosinteza are loc la temperaturi mult mai coborte: frunzele aciculare de molid pot asimila pana la temperatura de -6C, iar frunzele de gru de toamna pana la -2C. In legtura cu limita maxima a temperaturii, s-a constatat ca la plantele din regiunile temperate, fotosinteza nceteaz la o temperatura mai mica (45-50C) fata de cele din regiunile sudice, la care temperatura maxima este de 50-55C. sempervirescent=(Bot.; despre organele plantelor) care este totdeauna verde; (despre plante) cu frunze verzi persistente. ( de la cuvintele din lb. latin semper=totdeauna, virescent=care nverzete)

Fazele fotosintezei:

5. Importana fotosintezei: - este sursa principala de substante organice, hrana pentru organismele heterotrofe (sunt organismele care se hranesc cu substante organice sintetizate de catre alte organisme) din ecosisteme; - datorita fotosintezei, biosfera este racordata la o sursa inepuizabila de energie care o mentine in functiune: energia solara. Planeta noastra poate astfel sa stocheze o parte din energia solara primita. - prin fotosinteza se mentine constanta compozitia atmosferei, in echilibru cu reactiile consumatoare de oxigen: respiratie si arderi;

- fotosinteza sta la baza productiei agricole si silvice; - furnizeaza civilizatiei umane hrana, materii prime si energie, chiar si combustibili fosili (carbune, petrol, gaze naturale) care provin din biomasa care a rezultat candva tot din fotosinteza; - captarea energiei solare de ctre frunze i transformarea ei n energie chimic; - formarea substanelor organice i eliberarea oxigenului necesare tuturor organismelor vii; - meninerea unei concentraii normale de dioxid de carbon, n aer.

IMPORTANTA FOTOSINTEZEI:

- asigur echilibrul ecologic; - are rol n formarea i meninerea compoziiei atmosferei; - asigur materia organic utilizat de toate organismele heterotrofe; - omul utilizeaz resurse naturale, produse direct sau indirect prin fotosintez; - fotosinteza ntreine viaa pe pmnt; - fotosinteza are importan practic deoarece determin direct producia agricol, silvic i indirect pe cea zootehnic.

FOTOSINTEZA - CURIOZITI 1. Animalele au clorofila ? La mijlocul secolului trecut, vestitul zoolog german Teodor Sieboldt a atras atentia lumii stiintifice asupra unui fenomen ciudat. In corpul unor hidre de apa dulce, in organismul unor viermi si infuzori a descoperit clorofila. Mai tarziu au fost gasite si alte animale purtatoare de clorofila (spongieri, hidropolipi, meduze, coralieri, moluste). Dupa cum a rezultat din experientele intreprinse toate aceste fiinte puteau trai fara sa se hraneasca luni de-a randul, iar unele se puteau lipsi cu totul de hrana. Dupa un deceniu de uimire si de presupuneri fantastice s-a constatat ca aceasta clorofila animala e in realitate fabricata de plante. Algele microscopice parasindu-si mediul natural s-au mutat sub pielea unor animale marine sau de apa dulce, al caror corp transparent le permitea continuarea activitatii de sinteza. In acest fel, la adapost de primejdii ele se puteau hrani cu substantele organice produse cu ajutorul clorofilei, oferind o parte din ele si primitoarelor gazde. Acest mod original de intr-ajutorare a primit numele de endosimbioza. In anul 1881 biologul german J. Brandt a propus ca algele simbionte verzi sa poarte numele de zoochlorele, iar cele galben brune sa fie numite zooxanthele. Algele verzi se asociaza cu animalele de apa dulce, iar cele galben-brune cu animalele marine.

2. Luminile din adncul mrilor Din cele mai vechi timpuri, pescarii de pe coasta vestica a Europei folosesc drept momeala pentru scrumbii acea carne de fuego, cum o numesc ibericii. Carnea de foc o reprezinta fiile subtiri de rechin frecate pe burta unui peste de culoare neagra, cu capul mare si coada lunga si subtire. Fiile de rechin capat dintr-o data o luminiscen albastruie, ca si cum ar fi luat foc datorita contactului cu sucul mucilaginos, de culoare galbuie, secretat de pntecul acestui straniu reprezentant al familiei Macruridae. Pestele cu numele stiintific de Malacocephalus este ruda marina a mihalului, din apele noastre dulci si vr bun cu codul, adus de trailerele romanesti din Oceanul Atlantic si vandut in toate magazinele de specialitate. In 1912, cercetatorul portughez Ozorio studiind pestele, a descoperit sub solzii de pe abdomen o vezicula plina cu lichid fosforescent la intuneric. Intre cele doua inotatoare pectorale el a remarcat doua discuri ovale transparente-luminatoarele prin care radiatiile emise de vezicula se propaga in afara. Punand o picatura de lichid vezical sub microscop el a vazut ca prin el plutesc un fel de bastonase microscopice si a tras concluzia ca sunt bacterii luminiscente, sugerand astfel existenta simbiozei dintre bacteriile luminiscente si animalele marine. Fenomenul de bioluminiscenta fusese descoperit cu 24 de ani in urma, in 1888, de biologul francez Raphael Dubois, dar el se referea la animalele care produceau singure lumina si nu la acelea care o folosesc in cadrul simbiozei.

3. Excitanti stereotipici Cu plantele, problema e mai delicata. Plantele nu au sistem nervos. Intreaga lor viata, deci intregul lor comportament, se bazeaza pe reactii organice de natura biochimica, legata de factorii de mediu. Si totusi si aici cercetarile au scos in evidenta ca plantele depasesc uneori nivelul tropismelor reactii automate la actiunea unor excitanti stereotipici (luminosi, chimici, mecanici). Numeroase experiente efectuate de savanti au dovedit ca plantele sunt capabile sa reactioneze metabolic (de la specie la specie si chiar de la individ la individ) la excitantii sonori (emisiuni muzicale). Ceva mai mult, in raport probabil cu indicii de intensitate, timbru si inaltime, plantele manifesta preferinte pentru unele genuri de muzica si sufera pana la ofilire sub actiunea altor genuri de muzica.

4. Baterii electrice cu alge Se pare ca algele verzi unicelulare, din genul Chlorella, vor fi inseparabil legate de zborul cosmic de lunga durata. S-a constatat ca aceasta planta inferioara are nete avantaje fata de celelalte specii vegetale: produce o mare cantitate de oxigen, acumuleaza substante organice folosind un volum mic de suspensie, are o perioada scurta de vegetatie, se inmulteste foarte repede, iar intreaga biomasa a algei poate fi folosita ca hrana. Valoarea ei nutritiva este cea mai ridicata din regnul vegetal. Continutul de proteine atinge 50% din greutatea plantei uscate. Acestea contin toti cei 8 aminoacizi esentiali pentru om. Pana acum cativa ani aceste alge erau considerate doar sursa ideala de hranire a unui cosmonaut, avantajele mentionate mai sus scutind pe constructori sa prevada pentru o calatorie in doi, timp de 5 ani sa zicem spatiul pentru o incarcatura de 20 25 tone de alimente si oxigen. Se stie ca planta verde realizeaza un asa numit circuit inchis, adica o circulatie a materiei vii in interiorul navei la fel ca in natura datorita fotosintezei. Avand la dispozitie lumina naturala sau artificiala si dioxidul de carbon, provenit din respiratia cosmonautilor ele vor degaza oxigen, asigurand astfel purificarea aerului si vor sintetiza substantele organice care vor constitui hrana cosmonautului. Dar sa nu uitam ca in cosmos este intuneric si calatorii au nevoie de lumina necesara fotosintezei din bucataria vegetala a navei. Si in acest caz se pare ca plantele vor aduce solutia cea mai buna, ele putand asigura curentul electric intr-un sistem cu circuit inchis. S-a pornit de la constatarea ca in stratul din apropierea fundului oceanic se produce electricitate prin fenomenul de descompunere si oxidare a substantelor organice. S-a imaginat o astfel de pila de combustie alcatuita din doua vase, despartite printr-un perete semipermeabil. In cele doua vase se afla electrozii pilei. Compartimentul anodic contine combustibilul un amestec de apa de mare si substante organice si catalizatorul reprezentat de bacterii. In vasul in care se gaseste catodul se introduce apa de mare cu oxigen. In timpul functionarii elementului se produce la fel ca si in stratul din apropierea fundului oceanic oxidarea combustibilului si se elimina energie, care trece in circuitul exterior sub forma de curent electric. Pentru grabirea procesului de descompunere si de oxidare se foloseste drept catalizator o specie de bacterii datorita carora reactia este accelerata de un milion de ori.

Factorii care influenteaza fotosinteza lumina;

temperatura; concentratia CO2; umiditatea; concentratia de saruri minerale.

- tehnici bazate pe O2 produs; - tehnici bazate pe CO2 absorbit; - tehnici bazate pe substanele organice produse.

Biomasa: - partea biodegradabila a produselor, deseurilor si reziduurilor din agricultura, inclusiv substantele vegetale si animale, silvicultura si industriile conexe, precum si partea biodegradabila a deseurilor industriale si urbane); - reprezint resursa regenerabil cea mai abundent de pe planet; - include absolut toat materia organic produs prin procesele metabolice ale organismelor vii; - este prima form de energie utilizat de om, odat cu descoperirea focului.