Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Не фотосинтезирующие растения
Фотосинтезирующее растение - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 3
Фотосинтезирующее растение
Cтраница 3
Факторы, влияющие на рост микроорганизмов. Наиболее важными факторами, влияющими на биологический рост, являются температура, наличие питательных веществ, поступление кислорода, значение рН, присутствие токсинов и ( в случае фотосинтезирующих растений) наличие солнечного света. Бактерии классифицируются в соответствии с оптимальным для их роста температурным диапазоном. [31]
Одним из наиболее ценных методов является использование радиоактивного углерода в качестве метки, позволяющей проследить судьбу включенной двуокиси углерода в ходе фотосинтеза в зеленых растениях. Фотосинтезирующие растения неспособны делать различие между обычной двуокисью углерода С1202 и радиоактивной С1402 и могут включать С1402 в промежуточные продукты цикла восстановления углерода. [32]
В зеленых растениях эта система содержит также примерно одну молекулу цитохрома / на реакционный центр. Цитохром / С тах 556 3 ммк; Е 0 0 365 в) напоминает цитохром с ( см. гл. Другие фотосинтезирующие растения и бактерии содержат аналогичные цито-хромы с высоким окислительно-восстановительным потенциалом. Помимо перечисленных выше компонентов фотосинтетическая единица содержит еще и некоторые другие, связанные, видимо, менее прочно. К ним относятся в первую очередь ферредоксин ( см. стр. [33]
Земле и оказывает большое влияние на разные стороны жизни человечества. При поглощении СО2 фотосинтезирующими растениями создается органич. Кислород необходим для существования азробных организмов, для к-рых приток энергии обеспечивается реакциями окисления органич. Азот, усваиваемый нек-рыми микроорганизмами ( азотофиксаторами), необходим для минерального питания растений. [34]
Жизнь на Земле возникла 4 - 5 млрд лет назад - задолго до образования кислородной атмосферы. Вероятно, первые организмы и фотосинтезирующие растения появились в воде, где жизнь лучше защищена от ультрафиолетового излучения, пока не образовался озоновый экран. Видимо, с момента возникновения первых организмов до появления кислорода в атмосфере прошло не менее 1 млрд лет. Атмосфера с высоким содержанием кислорода сформировалась 500 - 600 млн лет назад, когда окончательно сложился современный биотический круговорот веществ. [35]
Мы не можем решительно утверждать, что фотосинтез идет совершенно одинаковым путем и ведет к одним и тем же первичным продуктам у всех организмов, начиная с низших диатомовых водорослей и кончая высокоорганизованными цветковыми растениями. Разница в строении и составе фотосинтезирующих органов ( см. главы XIV и XV) у различных видов делает правдоподобным небольшие отклонения. Однако общее распространение хлорофилла во всех фотосинтезирующих растениях и сходство кинетических отношений, управляющих фотосинтезом у одноклеточных водорослей ( например, СЫогеИа) н у высших наземных растений ( например, пшеница), показывают, что общий характер процесса одинаков во всем растительном мире. [36]
В фотосинтезирующих растениях АТФ образуется двумя путями: фотофосфорилированием и окислительным фосфорилированием. Системы, в которых протекают процессы высвобождения и трансформации энергии, тесно связаны с биологическими мембранами. Около 90 % всех мембран в клетках фотосинтезирующих растений приходится на фотосинтетические мембраны. [37]
Хлорофиллсодержащие растения улавливают энергию солнечных лучей и используют ее на осуществление реакций фотосинтеза. Фотосинтезирующие растения сущи используют для построения органического вещества углекислоту воздуха, воду, минеральные вещества. В результате создаются богатые энергией органические вещества - первооснова существования и развития живого мира. [38]
Хлорофиллсодержащие растения улавливают энергию солнечных лучей и используют ее на осуществление реакций фотосинтеза. Фотосинтезирующие растения суши используют для построения органического вещества углекислоту воздуха, воду, минеральные вещества. В результате создаются богатые энергией органические вещества - первооснова существования и развития живого мира. [39]
Мембраны клеток высших растений и дрожжей по ли-пидному составу во многом сходны с соответствующими мембранами клеток млекопитающих. Однако в них совсем нет сфингомиелина, а фосфатидилсерин присутствует лишь в следовых кол-вах. Главные стерины мембран растит, клеток-ситостерин и стигмастерин, мембран грибов и дрожжей-эргостерин и зимостерин. Мембраны хлороплас-тов фотосинтезирующих растений и синезеленых водорослей близки по своему липидному составу н содержат моно-и дигалактозилдиацилглицерины, 6-сульфохиновозилдиа-цилглицерин и фосфатидилглицерин. [40]
Современная атмосфера Земли содержит большое количество кислорода. Принято считать, что реализовался второй путь ( см., впрочем, стр. Следовательно, фотосинтезирующие растения, автотрофы, должны были возникнуть на Земле в тот период, когда атмосфера была восстановительной. [41]
БАТАТ, сладкий картофель Цротоеа batatas), многолетнее ( в культуре часто однолетнее) растение из рода ипомея. В Африку завезен португальцами, в Европу доставлен X. Цветение в умеренных широтах редкое, в тропиках частое, но семена обычно не образуются, поэтому размножают гл. Иногда бататом неправильно наз. Характеризуется быстрым нарастанием глубины и гидроста-тич. Фотосинтезирующих растений нет, есть только бактерии и грибы. Животные существуют только за счет органич, веществ, получаемых из поверхностного слоя моря. [42]
Наиболее важными вспомогательными пигментами у высших растений служат хлорофилл b ( такая же молекула, как у хлорофилла а, но с замещением метильной группы в положении 3 на - СНО) и каротиноиды. Вспомогательные пигменты, по-видимому, всегда передают энергию возбуждения хлорофиллу а. В смесях хлорофилла а с вспомогательными пигментами регистриру - н СН; ется только красная флуоресценция ( Лтах - 680нм) хлорофилла а, несмотря на то, что падающий свет поглощается вспомогательными пигментами. Эта же красная флуоресценция также наблюдается при освещении хлорофилла а в области его основной коротковолновой полосы поглощения. Поэтому максимально возможное количество энергии при возбуждении молекул чистого хлорофилла не превышает 180 кДж / моль, но фотофосфори-лирование [ реакция (8.46) ] энергетически возможно. НАДФ) требуется энергия около 230 кДж / / моль. Поэтому необходимо постулировать некий процесс, идущий с повышением энергии, который может охватывать несколько возбужденных хло-рофилльных молекул ( см. конец разд. В силу этого у фотосинтезирующих растений должен функционировать достаточно специфичный и эффективный механизм, включающий повышение энергии. [44]
Химические и биохимические методы трудно приспособить для непрерывного наблюдения за скоростью фотосинтеза, поэтому физико-химические методы давно привлекали внимание исследователей в этом отношении. Биохимики нашли, что почти каждая биохимическая реакция может проводиться таким образом, чтобы происходило поглощение или выделение газа, и это часто дает наилучший способ для измерения ее скорости. Реакции гемоглобина с кислородом и окисью углерода были первыми, для которых этот метод был разработан Холдейном и Баркрофтом; затем он был применен для изучения дыхания и фотосинтеза. Со времен Сакса [3] получил известность и широкое распространение приближенный метод измерения объема выделенного кислорода путем подсчета пузырьков. В спокойном растворе с определенным поверхностным натяжением пузырьки газа, отделяющиеся от листьев, имеют приблизительно одинаковую величину, так что скорость образования газа может быть вычислена путем умножения числа пузырьков, образующихся в единицу времени, на объем одиночного пузырька. Этот метод прост и чувствителен, но явно чреват ошибками, вызываемыми различием в смачиваемости листовой поверхности, слиянием мелких пузырьков в крупные, влиянием конвекционных токов или размешивания на размер пузырьков и подобными осложнениями. Многие авторы [15, 21, 29, 35, 45] старались усовершенствовать этот метод и сделать подсчет пузырьков автоматическим. Важное возражение против этого метода было выдвинуто Гесснером [63]: пузырьки постоянного размера могут образовываться только в спокойной воде, в которой фотосинтезирующее растение окружается вскоре слоем воды со щелочной реакцией, с малым содержанием углекислоты и пересыщенной кислородом, а каждый из этих трех факторов может сильно влиять на скорость фотосинтеза. [45]
Страницы: 1 2 3
www.ngpedia.ru
Голубые листья растений улучшают фотосинтез
Новое исследование показало, что малазийская бегония, листья которой имеют изумительный голубоватый оттенок, намного эффективнее осуществляет фотоситез именно благодаря своей необычной расцветке. О том, как именно это происходит и зачем растению понадобились синие листья, мы и поговорим.
Когда речь идет о преобразовании солнечного света во внутреннюю энергию, растения предпочитают зеленый цвет. Тем не менее, новое исследование показывает, что по крайней мере один кустарник идет против системы, проращивая синие листья, которые удивительно хорошо справляются с захватом небольшого количества солнечного света.
Новая статья, опубликованная в журнале Nature Research, показывает, что живущее в тени растение, Begonia pavonina, использует синие листья для улучшения фотосинтеза. Это растение произрастает под густым пологом тропических лесов в Малайзии, и стало известно именно благодаря своим голубоватым, переливающимся листьям. Ученые предположили, что цвет этот несет не только декоративную функцию, но и в самом деле помогает растению выживать в условиях крайне скудной освещенности.
Переливчатость — это оптическое явление, благодаря которому цвет или оттенок цвета объекта изменяется в зависимости от угла наблюдения и освещения. Хорошо известны такие примеры, как капли бензина в лужах или сложные цветовые узоры на поверхности мыльных пузырей. Растения тоже обладают переливчатостью, но используют ее как блестящий «рекламный щит», привлекая к себе насекомых-опылителей. Новое исследование Хизер Уитни из Бристольского университета предполагает, что радужные свойства играют большую роль в процессе фотосинтеза.
Как и любое растение, B. Pavonina обладает листьями, внутри которых содержатся фотосинтезирующие элементы — хлоропласты. Эти органеллы и используют энергию от солнечного света для синтеза сахаров, которые могут быть использованы клетками растения. Хлоропласты, почти всегда окрашенные в разные оттенки зеленого цвета, содержат мембрану, которая защищает их внутренние части. Эти мембраны (тилакоиды) организованы в большие «стеки» и именно они и выполняют работу по улавливанию и поглощению квантов света. Но в отличие от большинства растений, B. Pavonina содержит иридопласты, структура которых, как оказалось, заметно отличается от классических аналогичных органелл.
Подобно опалам, эти структуры приобрели форму фотонного кристалла — 3D-структуры, организованной таким образом, чтобы их содержимое было одного размера с определенными волнами света. Такая конфигурация позволяет хлоропластам не просто преобразовывать энергию света в энергию химических превращений, она также контролирует и повышает способности органелл по захвату этого самого света. «По сравнению со стандартными хлоропластами, иридопласты куда эффективнее захватывают кванты света и используют их энергию лучшим образом», говорит Уитни. По ее словам, эффективность в первую очередь заключается в том, что попросту большее число энергии в конечном итоге идет на химические реакции, а не рассеивается впустую.
В малайзийских лесах свет достигает затененных растений в основном в зелено-красной части спектра. Иридопласты B. Pavonina лучше всего работают именно с этими специфическими длинами волн, что позволяет увеличить эффективность фотосинтеза растения на 5−10%. Для растений, живущих в лесной подстилке, это может стать очень важным фактором в борьбе за выживание. Впрочем, скорее всего B. Pavonina — не единственное растение, производящее подобные органеллы. Ученые считают, что и другие сине-лиственные растения могут делать то же самое. «Мы считаем, что подобный функционал может быть куда более распространен, чем мы полагали до сих пор. Некоторые из видов бегонии, как нам известно, обладают иридопластами, которые визуально не выглядят переливчатыми. Помимо этого, известен еще целый спектр подобных растений, но они до сих пор не изучены должным образом», говорит исследователь.
Это исследование может помочь и современной промышленности, ведь изучение способов поглощения света растениями может привести к тому, что и люди смогут повысить степень захвата света, к примеру, солнечными батареями, которые позволят им работать даже в условиях низкой освещенности.
www.popmech.ru
Фотосинтезирующее растение - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2
Фотосинтезирующее растение
Cтраница 2
Суммарное уравнение реакций, происходящих с затратой энергии фотонов nhv во всех фотосинтезирующих растениях, представлено ниже. [16]
Доказательством этого пути фиксации углекислоты в процессе фотосинтеза является, с одной стороны, наличие в фотосинтезирующих растениях всех ферментов, катализирующих реакции этого цикла, а с другой - возможность образования Сахаров в искусственной среде, с ферментным препаратом, полученным из листьев, к которому добавлены некоторые кофакторы и каталитические активные вещества. При инкубации этих препаратов в присутствии СО2, АТФ, НАДФ Н2 и каталитического количества рибулезодифосфата в среде накапливается сахар. [17]
В табл. 2 представлена примерная модель динамики потоков химической энергии Б ГЦ в сукцессионном ряду по основным блокам: автотрофному, куда входят живые фотосинтезирующие растения, и гетеротрофному, включающему органику мертвую и биомассу консу-ментов и деструкторов. Рассчитанные по методике М. И. Будыко приближенные значения энергетических затрат на ассимиляцию А ( валовая продукция) закономерно увеличиваются от ивняков до субклимакса. В пересчете на сухое вещество ( гексозу) это составляет 6 3 - 25 6 т / га. [18]
Наибольшая концентрация углекислого газа обнаружена в припочвенном слое воздуха ( до 0 3 - 0 5 %), если в нем не находятся интенсивно фотосинтезирующие растения. В посевах культурных растений в дневное время, когда наблюдается интенсивный фотосинтез, количество углекислого газа может значительно уменьшаться, приводя к снижению интенсивности фотосинтеза. В связи с этим приобретает большое значение изучение возможности устранения дневного дефицита СС2 в посевах растений, а значит, и устранение депрессии фотосинтеза с помощью воздушного удобрения растений, приема, обычно применяемого в парниках и теплицах и лишь изредка - в полевых опытах. [19]
Теперь мы обратимся к процессу, который служит в конечном счете источником почти всей биологической энергии, т.е. к процессу улавливания солнечной энергии фотосинтезирующими организмами и превращению ее в энергию биомассы. Фотосинтезирующие растения улавливают солнечную энергию и запасают ее в форме АТР и NADPH, которые служат им источником энергии для синтеза углеводов и других органических компонентов клетки из двуокиси углерода и воды; при этом они выделяют в атмосферу кислород. Аэробные гетеротрофы используют этот кислород для расщепления богатых энергией органических продуктов фотосинтеза до СО2 и Н2О, чтобы генерировать таким путем АТР для своих собственных нужд. Двуокись углерода, образующаяся при дыхании гетеротрофов, возвращается в атмосферу и вновь используется фотосинтезирующими организмами. [21]
Тела автотрофных организмов строятся целиком из элементов неорганической среды, атмосферы и гидросферы. Главную массу их составляют фотосинтезирующие растения. Гетеротрофные организмы лишены или почти лишены способности синтезировать органические соединения путем ассимиляции атмосферной углекислоты и поэтому они вынуждены использовать на построение своего тела органические вещества, синтезированные автотрофами. [22]
Определенные формы живых организмов могут использовать эту энергию непосредственно для преобразования одних молекул в другие, более богатые энергией, с использованием углекислого газа как единственного источника углерода. Такими формами являются все фотосинтезирующие растения, которые в процессе фотосинтеза осуществляют образование углеводов и свободного кислорода из двуокиси углерода и воды. [23]
Тела автотрофных организмов строятся целиком из элементов неорганической среды, атмосферы и гидросферы. Главную массу их составляют фотосинтезирующие растения. Гетеротрофные организмы лишены или почти лишены способности синтезировать органические соединения путем ассимиляции атмосферной углекислоты и поэтому они вынуждены использовать на построение своего тела органические вещества, синтезированные автотрофами. [24]
Она присутствует во всех фотосинтезирующих растениях. [25]
Продуценты, консументы, детритофаги и редуценты экосистемы, поглощая и выделяя различные вещества, взаимодействуют между собой четко и согласованно. Органические вещества и кислород, образуемые фотосинтезирующими растениями, - важнейшие продукты питания и дыхания консу-ментов. В то же время выделяемые консументами диоксид углерода и минеральные вещества навоза и мочи являются биогенами, столь необходимыми продуцентам. Поэтому вещества в экосистемах совершают практически полный круговорот, попадая сначала в живые организмы, затем в абиотическую среду и вновь возвращаясь в живое. [26]
Специфическая черта гидросферы заключается в отчетливом вертикальном стратиграфировании биогенного круговорота веществ. В океане и крупных озерах зона деятельности фотосинтезирующих растений определяется глубиной проникновения солнечного света достаточной интенсивности. [27]
Из газов, растворенных в воде, первоочередное значение имеют кислород и углекислый газ, от которых зависят фотосинтез и дыхание растений. Накопление кислорода в воде происходит вследствие поступления его из атмосферы, а также благодаря деятельности фотосинтезирующих растений. [28]
Фосфоглицериновая кислота превращается в фосфоенолпиро-виноградную кислоту, которая присоединяет углекислоту и воду, в результате чего образуется щавелевоуксусная кислота, а за тем и другие соединения. Реакция карбоксилирования трехугле-родного соединения по схеме С3 СО2 - - С4 встречается не только у фотосинтезирующих растений, но и в тех клетках растений, где фотосинтеза нет, а также в клетках других организмов. В этой реакции карбоксилирования синтез Сахаров не происходит, а образуются органические кислоты и аминокислоты. [29]
Страницы: 1 2 3
www.ngpedia.ru
Фотосинтез и диссимиляция - Комнатные растения
Фотосинтез – это один из важнейших жизненных процессов. Проще всего он протекает у растений.
Растения поглощают из воздуха углекислый газ, а из почвы минеральные вещества. При помощи хлорофилла, который содержится в зеленых частях растений, они преобразуются в органические вещества. Этот процесс происходит под воздействием света.
При фотосинтезе растения, в качестве побочного продукта, выделяют во внешнюю среду кислород, которым дышит все живое. Только большое количество растений позволяет поддерживать на планете кислородный баланс, иначе уже давно все живое на земле оказалось бы в безвоздушном пространстве и погибло.
Фотосинтез возможен только при наличии энергии, образующейся только под воздействием света, поэтому ночью он останавливается. Начинает происходить обратный процесс: накопленные и не использованные за день органические вещества распадаются, растение выдыхает углекислый газ, а вдыхает кислород, то есть происходит процесс диссимиляции.
Выработка растениями кислорода происходит и в закрытых помещениях, но в природе этот процесс протекает активнее.
Энергия солнечных лучей, интенсивно поглощаемая растениями, содержащими хлорофилл, обусловливает их бурный рост весной и летом, когда света больше всего. Чем теплее, тем быстрее и легче происходит химическая реакция превращения углекислого газа в органическое вещество. В более темное время года, когда растениям не хватает света, их следует переставить в прохладное место, чтобы процессы фотосинтеза и дыхания замедлились. В процессе дыхания (диссимиляции) разлагаются органические вещества, образовавшиеся во время ассимиляции. Процесс ускоряется по мере возрастания температуры.
Одновременно растения выделяют кислород. Вот почему городские парки и примыкающие к городам леса называют "зелеными легкими". В зависимости от потребляемого света все растения делятся на три группы: нейтральные, растения длинного дня, растения короткого дня. Нейтральные растения начинают цвести, если в течение длительного времени (как правило, нескольких недель) они получают достаточное количество света (довольно яркий свет в течение 8, а еще лучше 12-16 часов в сутки).
Уже много лет цветоводы, как профессионалы, так и любители используют искусственное освещение для выращивания комнатных растений. Однако не следует думать, что достаточно повесить над растениями, стоящими на подоконнике, обыкновенную лампочку или лампу дневного света — и проблема искусственного освещения будет решена. Усиленное освещение дает лишь оптический эффект. В данном случае отсутствует нужное количество голубых и красных лучей, которые необходимы для развития растений. Для правильного освещения растений существует множество специальных ламп (не путать с лампами, которые используются при выращивании молодых отростков). Правила их применения следует узнать в магазинах электротоваров или садового инвентаря. Кроме того, для этих же целей используем ртутные лампы различной величины и мощности. Они дают хорошие результаты при разведении комнатных растений.
domashnie-tsvety.ru
Интересные факты о фотосинтезе — in-World
Большинство растений получают энергию путём фотосинтеза. Но существуют также и растения-микогетеротрофы, которые не осуществляют фотосинтез из-за отсутствия хлорофилла, а вместо этого паразитируют на грибах. Ярким п
римером микогетеротрофов стал подъельник одноцветковый, совершенно белое растение без листьев. Белый цвет объясняется тем, что ему абсолютно не требуется солнечный свет, он может свободно произрастать на почвах очень густых лесов и в ещё более тёмных местах.
Морской слизень Elysia chlorotica ассимилирует хлоропласты водоросли Vaucheria litorea в клетки пищеварительного тракта. Хлоропласты продолжают фотосинтезировать в организме слизня в течение нескольких месяцев, что позволяет слизню жить только за счёт одной глюкозы, полученной в результате фотосинтеза. Геном слизня кодирует некоторые белки, необходимые хлоропластам для фотосинтеза.
Оказывается, что в естественной среде фотосинтезирующие бактерии могут использовать не только свет Солнца, но также и другие источники света, а потому могут находиться в местах, которые не подвергаются солнечному облучению. В 2005 году Томас Битти из университета Британской Колумбии совместно с Робертом Блейкеншипом из университета Аризоны в глубоководных пробах, взятых в окрестностях термального источника у побережья Коста-Рики нашли серобактерию GSB1, сходную с серобактериями родов Chlorobium и Prosthecochloris, содержащую бактериохлорофилл. Они предположили, что вероятность контаминации образца мала и, следовательно, GSB1 использует для фотосинтеза не солнечный свет (который не проникает сквозь 2,4-километровую толщу моря), а тусклый длинноволновый (~750 нм) свет, испускаемый гидротермальными источниками.
По состоянию на конец 70-х годов прошлого века, мощность солнечной энергии, которая перерабатывалась земной растительностью при фотосинтезе, на порядок превосходила мощность всех электростанций планеты.
in-w.ru
Фотосинтез - высшее растение - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Фотосинтез - высшее растение
Cтраница 1
Фотосинтез высших растений и водорослей in vivo идет во всей области спектра от 420 до 690 нм, хотя интенсивность поглощения света хлорофиллом а сильно понижена в пределах от 450 до 650 нм. То же характерно и для фотосинтезирующих бактерий. Свет в этой пустой для хлорофилла области поглощается ка-ротиноидами, фикобилинами. Далее, судя по относительным ин-тенсивностям поглощения света различными агрегатами хлорофилла а, интенсивно поглощают коротковолновые формы 668, 676, 680, 686 нм, остальные поглощают несравненно меньше. [1]
В фотосинтезе высших растений и водорослей ( рис. 10.1) энергия света поглощается и используется для расщепления молекул воды. Этот простой процесс ( световая реакция) приводит к выделению кислорода и к образованию восстановительных эквивалентов, которые затем используются в последовательности темновых реакций для фиксации двуокиси углерода в доступной форме углеводов. Углеводы могут утилизироваться как энергетические запасы или как источник углерода для синтеза всех других молекул, в которых нуждается растение. В ходе фотосинтеза происходит образование АТР по сопряженному механизму фотофосфорилирования. [2]
Часто забывают, что фотосинтез высших растений по своей продукции значительно ниже фотосинтеза микроскопических планктонных организмов. Поэтому не вполне правильно распространять на весь растительный мир заключения, почерпнутые из изучения только высших растений. В этой связи следует заметить, что гексозы найдены во многих водорослях, хотя до сих пор нет систематизированных данных об их распространении в этих организмах. [3]
Бактериальный фотосинтез отличается от фотосинтеза высших растений и водорослей отсутствием выделения кислорода; донором электрона здесь служит не вода, а более сильные восстановители - h3S, Hj ( из гидрогеназы), органические кислоты, тиосуль-фаты. У фотосинтезирующих бактерий отсутствуют эффект Эмерсона и хроматические переходы. На этих основаниях делается вывод о наличии только одной фотосистемы в хроматофорах бактерий-фотосистемы I. В бактериальном фотосинтезе принимают участие несколько цитохромов, которые отличаются по функциональной роли и по спектрам. Вероятно, цитохромы участвуют в нециклическом транспорте к НАД и циклическом транспорте, сопряженном с образованием АТФ. [4]
При обсуждении ряда сторон фотосинтеза высших растений и водорослей для сравйения привлечены и некоторые материалы по фотосинтезу бактерий. В ряде случаев при изложении того или иного вопроса коротко характеризуются основные этапы развития представлений о нем. [5]
Это определение относится к процессу, который можно назвать нормальным фотосинтезом высших растений, мхов и водорослей. В последние годы открыты некоторые важные разновидности этого процесса, встречающиеся, как правило, у пигментированных бактерий и вызываемые искусственно у некоторых водорослей. [6]
Источником кислорода служит не только воздушная среда, но и процесс фотосинтеза высших растений, который в некоторых случаях приводит к локальному повышению концентрации растворенного в воде кислорода и усилению действия коррозионных пар дифференциальной аэрации. Наибольшее количество кислорода содержится в поверхностных слоях воды. С увеличением глубины оно уменьшается, а начиная с определенной глубины, может опять возрастать. [7]
Второй вопрос формулировался следующим образом: учитывая замечательно малое диффузионное сопротивление устьиц, возможно ли, тем не менее, считать это сопротивление важным лимитирующим фактором в фотосинтезе высших растений, особенно при низких концентрациях двуокиси углерода. [8]
При наличии этих данных нельзя согласиться ни с Реннером [16], который полагал, что сопротивление устьиц представляет собой только незначительную долю общего диффузного сопротивления на пути двуокиси углерода из атмосферы к хлоропластам, ни со Шредером, пытавшимся доказать, что диффузионное сопротивление воздушных ходов оказывает ограничивающее влияние на скорость фотосинтеза высших растений, и в этом доказательстве совершенно опустившим влияние сопротивления устьиц. [9]
Ван Ниль высказал также предположение, что молекулярный кислород, образующийся в процессе фотосинтеза растений, происходит целиком из воды, а не из двуокиси углерода. В этой главе мы рассмотрим в основном фотосинтез высших растений, при котором выделяется кислород. [11]
Будер ( 1919) показал, что эта группа бактерий обладает новым, не известным ранее типом метаболизма. Серные и несерные пурпурные бактерии ассимилируют СО2 или органические вещества на свету. Однако такого рода фотосинтез существенно отличается от фотосинтеза высших растений: 1) вода здесь не может служить донором водорода, и поэтому такой фотосинтез не сопровождается выделением О2; 2) бактерии используют в качестве доноров водорода не воду, a h3S или органические вещества. [12]
Деполяризация катодных участков зависит от температуры, суммарного солесодержания и степени аэрации морской воды. На рис. 1.1 и 1.2 показано влияние температуры, солесодержания и аэрации на скорость коррозии углеродистой стали Ст. Источником кислорода ( фактор, определяющий степень аэрации) может являться не только-воздушная среда, кислород выделяется и в процессе фотосинтеза высших растений. Процесс фотосинтеза может приводить к локальному повышению концентрации растворенного в воде кислорода и к инициированию действия коррозионных пар дифференциальной аэрации. [14]
В результате исследований ван Ниль пришел к следующим двум основным выводам. Во-первых, наблюдения и Энгельмана, и Виноградского, и Молиша совершенно правильны, но произведены над различными организмами. Во-вторых, у фотосинтезирующих серных бактерий окисление сероводорода - не самостоятельный процесс, зависимый от нормального фотосинтеза только благодаря снабжению свободным кислородом, но представляет собой часть самого фотосинтетического механизма. Фотосинтез этих бактерий отличается от фотосинтеза высших растений тем, что в нем сероводород играет роль донора водорода вместо воды. [15]
Страницы: 1 2
www.ngpedia.ru
Растения фотосинтез - Справочник химика 21
Биохимия изучает химический состав растений (статическая биохимия), а также превращения веществ и энергии, лежащие в основе их жизнедеятельности (динамическая биохимия). Функциональная биохимия изучает физиологические функции растений фотосинтез, дыхание, корневое питание, синтез различных веществ. [c.391]
Роль фотосинтеза в решении проблемы энергообеспечения рассмотрена в разд. Ш-В. Поскольку снабжение людей продовольствием в конечном итоге зависит от роста растений, фотосинтез играет ключевую роль и в производстве пищевых продуктов. Фотосинтез — это естественный процесс, посредством которого зеленые растения, водоросли и фотосинтезирующие бактерии используют солнечную энергию для стимулирования химических реакций. Углекислый газ и вода превращаются в результате этих реакций в органические молекулы типа строительных блоков, которые используются клетками растений, функционирующими как химические фабрики, удовлетворяющие нужды растения. Ежегодно 10 т углерода превращаются в органические вещества с помощью фотосинтеза, и выяснение механизма этого процесса остается важной целью исследований. Несмотря на быстрый прогресс в данной области (см. разд. 1И-В), мы все еще далеки от возможности воспроизвести процесс фотосинтеза в лаборатории. Тем не менее химики не теряют надежды создать систему искусственного фотосинтеза, которая позволит применить солнечную энергию для [c.42]
В высших растениях фотосинтез протекает наиболее эффективно при поглощении света хлорофиллом а. Роль хлорофилла Ь, каротиноидов и других сопутствующих пигментов не вполне ясна. Хлорофилл а представляет собой единственный пигмент, общий для всех фотосинтезирующих организмов. Поэтому предполагают, что только хлорофилл а способен быть донором энергии непосредственно для фотосинтетической реакции, а все другие пигменты передают поглощенную ими энергию хлорофиллу а. Эта гипотеза согласуется со спектром действия для фотосинтеза и с наблюдением, что сопутствующие пигменты могут сенсибилизировать флуоресценцию [c.258]
При сильном охлаждении СО2 кристаллизуется в виде белой снегообразной массы, которая в спрессованном виде испаряется очень медленно, понижая температуру окружающей среды. Этим и объясняется ее применение в качестве сухого льда . Не поддерживает дыхания, но служит источником, питания зеленых растений (фотосинтез). [c.219]
Буссенго оказал большое влияние на К. А. Тимирязева, особенно во время пребывания последнего за границей в 1868—1870 годах. Мировую известность К. А. Тимирязеву создали исследования, посвященные энергетике фотосинтеза. Он убедительно показал, что процесс воздушного питания растений — фотосинтез — подчинен закону сохранения и превращения энергии, впервые правильно определил спектр действия фотосинтеза (оказалось, что он соответствует спектру поглощения хлорофилла). К. А. Тимирязев ввел представление [c.6]
В результате основного процесса жизнедеятельности растений — фотосинтеза — углерод из атмосферы, в которой он содержится в составе двуокиси углерода, переходит в растения. [c.100]
С началом светового периода второго дня и усиливалось на протяжении дальнейшего эксперимента. В конце 53-часового периода фотосинтез таких растений снижался до 14 ч. на млн. СО2, что составляет лишь 50% от фотосинтеза контрольных растений. Фотосинтез растений, находившихся в камерах только с SO2, уменьшался лишь на 3, а в камерах с НС1 — на 5 ч. на млн. [c.53]
Важнейшим процессом этого типа является идущий в зеленых растениях фотосинтез — синтез из СО2 и воды различных органических соединений, например глюкозы [c.319]
Содержание СО2 в воздухе в среднем равно 0,03% по объему. Значит, 10 ООО л воздуха содержат лишь 3 л Og. Несмотря на такое сравнительно небольшое содержание СОа в воздухе, роль его в биологических процессах огромна. Основной жизненный процесс растений—фотосинтез—заключается в связывании при помоши света углекислого газа воздуха из воды и углерода (выделяемого из СО2) растения в процессе жизнедеятельности строят важнейшие органические вешества крахмал, клетчатку, сахар, жиры, а также (при участии других элементов) и белки. [c.272]
В мировом океане зародилась жизнь это начало нового этапа в геохимической истории углерода. В результате основного процесса жизнедеятельности растений — фотосинтеза — углерод из аТ мосферы переходит в состав живой массы биосферы и состав атмосферы постепенно изменяется, углекислый газ в ней сменяется кислородом. Таким образом возникают необходимые предпосылки к возникновению животной жизни свободный кислород и накопленные растениями органические вещества. [c.567]
Растения ячменя в возрасте 1 месяца находились в начале кущения и имели высоту около 20 см. Надземная часть растений целиком помещалась в большую стеклянную ассимиляционную камеру. Корни, герметически изолированные от надземной части, постоянно находились в питательном растворе. Меченая углекислота вводилась в камеру с надземной частью нескольких растений. Фотосинтез длился 10 мип. [c.33]
Под действием света протекают биохимические процессы в растениях (фотосинтез), химические реак- [c.26]
В природе целлюлоза, или клетчатка, образуется в растениях фотосинтезом, который можно выразить суммарным уравнением (при каталитическом влиянии хлорофила растений) [c.77]
Углеводы, получаемые при этом так называемом фотосинтезе , являются основными питательными веществами в организмах растений. Именно поэтому растения так жадно тянутся к свету, а заботливые хозяйки всегда выставляют свои комнатные растения па подоконник. Ни пшеница, ни клубника, ни яблоня не дадут хорошего урожая, если они растут в тени. Происходящий в зеленых частях растений фотосинтез определил возможность существования на Земле не только растений, но и высших животных и человека. [c.42]
Фотосинтез. Очень важным типом фотохимической реакции является фотосинтез органических веществ зелеными растениями из двуокиси углерода и воды при помощи энергии солнечного света. Как показал К. А. Тимирязев (1868), сенсибилизатором фотосинтеза является хлорофилл зеленых растений. Фотосинтез можно изобразить уравнением [c.317]
Магний (Мд) входит в состав хлорофилла, этого важнейшего вещества, при содействии которого происходит углеродное питание растений и осуществляется важнейшая функция растений — фотосинтез. Воспринимается магний растениями из почвы при помощи корней, в виде катионов. [c.30]
Направление научных исследований биохимия изучение резистентности насекомых к инсектицидам, болезней и прочих нарушений в развитии растений фотосинтез анализ удобрений, пищевых продуктов, кормов и фармацевтических препаратов. [c.204]
Доказано, что кислород, выделяющийся в процессе фотосинтеза, освобождается из воды. Для осуществления этого процесса требуется затратить 3274 кдж/моль (782 ктл/моль) энергии. Эту-то энергию и поставляют солнечные лучи. В результате фотосинтеза образуются простые сахара, которые затем поликонденсацией превращаются в сложные. Так, глюкоза превращается в крахмал, являющийся резервным веществом растений. Фотосинтез является сложным окислительно-восстановительным процессом, в котором участвует ряд ферментативных систем. Кроме углеводов, при фотосинтезе образуются другие сложные органические соединения, в которых в огромном количестве накапливается солнечная энергия. К. А. Тимирязев считал фотосинтез тем процессом, от которого в конечном счете зависит возможность жизни на Земле. [c.317]
Из рассмотренных выше материалов следует, что фотосинтез представляет собой весьма сложную, многозвенную цепь процессов, тесно связанных со всем комплексом обмена веществ растения. Фотосинтез может осуществляться лишь при участии разнообразных ферментных систем. [c.163]
У автотрофных организмов, к которым принадлежит зеленое растение, фотосинтез является основным процессом образования органического вещества. Сочетание ассимиляции минеральных элементов из почвы с процессом фотосинтеза и создает материальную базу для формирования урожая растений. Уже из этого видно, что среди факторов, от которых зависит общая продуктивность растений, фотосинтезу не может не принадлежать ведущая роль. В особенности отчетливо выступает решающая роль фотосинтеза в формировании урожая, если учесть, что на долю органического вещества, образующегося в ходе фотосинтеза, приходится около 95% от веса всех сухих веществ растения. [c.204]
Процесс фотосинтеза может быть выражен суммарным уравнением (1), которое отражает тот хорошо известный факт, что для осуществления в растениях фотосинтеза необходима вода и что в качестве побочного продукта реакции выделяется кислород (из воды). В фотосинтезирующих бактериях кислород не образуется и используются другие доноры водорода [НгХ например, h3S или лактат СИзСН (ОН) 0 см. уравнение (2)). Хилл в 1937 г. и Арнон в 1954 г. показали, что образование NADPH и АТР, необходимых для связывания диоксида углерода, не зависит от их использования в фотосинтетическом цикле восстановления углерода. Эти наблюдения позволили формально разделить реакцию фотосинтеза на световую реакцию (образование NADPH и АТР) и темновую реакцию, в которой диоксид углерода превращается в углевод. [c.397]
Современная наука не может дать окончательного ответа на вопрос о характере связи медных ферментов с основными сторонами обмена — синтезом белка, хлорофилла, с функциями растений — фотосинтезом и даже дыханием. В то же время литература по микроэлементу меди не располагает в достаточном количестве материалами, которые характеризовали бы влияние меди на отдельные процессы, стороны обмена и функции растений. [c.162]
У растений фотосинтез происходит внутри высокоспециализированных органелл, называемых пластидами. Если клетки разрушить и выделить из них чистую фракцию пластид, то оказывается, что пластиды в присутствии соответствующих субстратов и кофакторов способны осуществлять все реакции фотосинтеза. В зеленых растениях, в том числе и в зеленых одноклеточных организмах, например у водорослей hlorella и S enedesmus, а также у простейшего Euglena, пластиды содержат хлорофилл и называются хлоропластами. Число, размеры и форма хлоропластов у разных организмов различны. В клетках хлореллы, например, имеется только одна пластида чашеобразной формы большинство же других водорослей, а также зеленые клетки высших растений содержат много хлоропластов. [c.315]
Разработка теории фотохимических реакций необходима не только для препаративных целей, но и для понимания многих важных биохимических явлений. В основе фундаментального процесса усвоения света растением фотосинтеза лежит способность органической молекулы хлорофилла поглощать космическую энергию Солнца и затем трансформировать ее для удовлетворения энергетических потребностей всей биосферы. Восприятие света глазом сопровождается сложными фотохимическими превращениями, в частности, цис-транс-изомерязацт ретинальдегида [c.286]
В последние годы в какой-то степени стала ясной общая картина фотосинтеза в зеленом листе растения. Фотосинтез углеводов из углекислого газа и воды 6СО2 + бНдО — СеН120в + бОз происходит за счет солнечной энергии, использованию которой содействует зеленый пигмент — хлорофилл (см. кн. 2). [c.467]
Из-за жестких клеточных стенок растения не могут питаться таким же способом, как животные. Поэтому растениям приходится использовать органические вещества, вырабатываемые их собственными фотосинтезирующими тканями. У зеленых растений фотосинтез происходит в хлоропластах, которые, таким образом, служат постоянным внутреш1им источником питательных веществ (разд 9.3). Органические продукты фотосинтеза могут непосредственно использоваться клетками для различных процессов биосинтеза, могут запасаться в виде осмотически инертных полисахаридов (обычно крахмала) или превращаться в сравнительно низкомолекулярные сахара (как правило, сахарозу), которые транспортируются в другие ткаии растения, например корни, в соответствии с метаболическими нуждами этих тканей. [c.182]
Многие авторы пришли к выводу, что происходит закономерное, одновершинного характера, изменение интенсивности фотосинтеза в ходе онтогенетического развития однолетних растений. Фотосинтез у этиолированных проростков, появляющихся на поверхности земли, начинается после сформирования фотосинтетического аппарата (фиг. 50). В процессе зеленения фотосин- [c.105]
Таким образом, при выборе буфера следует остановиться именно на № 9 (кроме тех случаев, когда в опыте специально нужна измененная концентрация углекислоты). Однако в большинстве проведенных до сих пор манометрических определений фотосинтеза листьев наземных растений были получены в присутствии буфера № 9 ненормально низкие величины интенсивности фотосинтеза. Это привело некоторых исследователей к сомнению в целесообразности использования манометрической методики для определения фотосинтеза наземных растений. Действительно, сравнение фотосинтеза различных растений, в целях которого обычно применяется манометрическая методика, не имеет смысла, если в сосудике прибора нельзя получить высоких величин интенсивности фотосинтеза. У различных растений фотосинтез будет иметь одинаковую величину, если высокие интенсивности срезаются в приборе. Возможно, что именно этим и объясняются те близкие величины интенсивности фотосинтеза, которые получили Рихтер, Сухорукова и Остапенко (1945а) у различных растений. К сожалению, только в одной из опубликованных работ проверено, действительно ли фотосинтез листьев в манометрическом сосудике ограничен недостатком углекислоты. Автор этой работы ( а8-8т1с, 1946) сопоставил интенсивность фотосинтеза при двух различных температурах. Оказалось, что фотосинтез высечек из листа, погруженных в буфер № 9, не увеличивается при повышении температуры, что свидетельствует о недостаточном обеспечении клеток листа углекислотой. [c.73]
Решающая роль фотосинтеза в формировании урожая ни в коей мере не умаляет значения и других видов питания растений азотного, фосфорного, калийного. Однако при формировании урожая все виды питания в конечном итоге реализуются через основную функцию растений — фотосинтез. Вот почему усилия агронома должны быть направлены на то, чтобы суммарная работа фотосинтети-ческого аппарата растений была наиболее продуктивной. [c.218]
Этот фактор может влиять непосредственно — увеличивать степень диффузии, понижать вязкость рабочего раствора, усиливать активный перенос веществ, изменять свойства кутикуляр-ных компонентов. На проникновение и последующее передвижение ксенобиотика в листовой ткани повышение температуры оказывает и косвенное действие, влияя на метаболизм растения— фотосинтез, дыхание, движение протоплазмы, ростовые процессы [58, 41]. Уже в самых ранних работах с 2,4-Д было продемонстрировано, что аммонийная соль 2,4-Д с большей скоростью (но непродолжительное время) поглощалась листьями фасоли при 32° по сравнению с более низкими температурами (27 и 10°). Усиление проникновения сквозь кутикулу при повы- [c.208]
Используя высечки из листьев, а не целый лист, можно провести ряд сравнительных исследований влияния различной освещенности или, например, возраста листьев (для чего берут старые и молодые листья одного и того же растения), окраски листа (берут листья разных растений, например, Сз- и С4-растений — см. С4-Ф0-тосинтез ). Изучая интенсивность фотосинтеза, цвет индикатора можно сравнивать во время или в конце эксперимента. Если изучается влияние освещенности, то необходимо использовать ртутную лампу. Интересным может быть сравнение тенелюбивых растений, таких как двулепест-нмк Огсава 1ШеИапа) с другими растениями. В ходе этого эксперимента можно выяснить, протекает ли в первом растении фотосинтез при низкой освещенности (т. е. насколько ниже у них точка компенсации). [c.292]
Изучая температурные кривые фотосинтеза, Ф. Блэкман впервые установил, что при температурах в пределах 20—30° С в зависимости от вида растения фотосинтез следует, в общем, правилу Вант-Гоффа, согласно которому скорость химических реакций возрастает с повышением температуры на 10° С в 2—2,5 раза. При более высоких температурах, разных для разных растений, наблюдается перелом кривых фотосинтеза, которые начинают опускаться круто вниз. Поскольку на скорость фотохимических процессов изменения температуры влияния почти не оказывают результаты наблюдения Блэкмана также подчеркивали наличие в фотосинтезе реакций не только фотохимических, но и фермен-тативны.ч (биохимических). [c.141]
chem21.info
