Откуда берется кислород выделяемый в процессе фотосинтеза кратко

Обновлено: 03.07.2024

Кислород в процессе фотосинтеза берется, вернее образуется в результате фотолиза, то есть разложения воды благодаря солнечной энергии. То есть, солнечные лучи падают на воду, под действием света и тепла и происходит разложение, и высвобождается кислород, который попадает в атмосферу. И на самом деле кислорода в процентном отношении в атмосфере всего лишь 21%, и 78.09% азота. Так что попадает нам в легкие больше азота, а не кислорода, и оба элемента важны для жизнедеятельности всего живого на земле.

Вопрос 1. Сколько глюкозы, синтезируемой в процессе фотосинтеза, приходится на каждого из 4 млрд жителей Земли в год?
Если учесть, что за год вся растительность планеты производит около 130 000 млн т сахаров, то на одного жителя Земли (при условии, что население Земли составляет 4 млрд жителей) их приходится 18,6 млн т (130000/7 = 18,6).

Вопрос 2. Откуда берется кислород, выделяемый в процессе фотосинтеза?
Кислород, поступающий в атмосферу в процессе фотосинтеза, образуется при реакции фотолиза – разложение воды под действием энергии солнечного света (2Н2О + энергия света = 2Н2 + О2).

Вопрос 3. В чем смысл световой фазы фотосинтеза; темновой фазы?
Фотосинтез— это процесс синтеза органических веществ из неорганических под действием энергии солнечного света.
Фотосинтез в растительных клетках идет в хлоропластах. Суммарное уравнение фотосинтеза имеет вид:

Световая фаза фотосинтеза идет только на свету: квант света выбивает электрон из молекулы хлорофилла, лежащей в мембране тилакоида.; выбитый электрон либо возвращается обратно, либо попадает на цепь окисляющих друг друга ферментов. Цепь ферментов передает электрон на внешнюю сторону мембраны тилакоида к переносчику электронов. Мембрана заряжается отрицательно с наружной стороны. Положительно заряженная молекула хлорофилла, лежащая в центре мембраны, окисляет ферменты, содержащие ионы марганца, лежащие на внутренней стороне мембраны. Эти ферменты участ-вуют в реакциях фотолиза воды, в результате которых образуется Н + ; протоны водорода выбрасываются на внутреннюю поверхность мембраны тилакоида, и на этой поверхности появляется положительный заряд. Когда разность потенциалов на мембране тилакоидов достигает 200 мВ, через канал АТФ-синтетазы начинают проскакивать протоны. Синтезируется АТФ.
В темновую фазу из СО2 и атомарного водорода, связанного с переносчиками, синтезируется глюкоза за счет энергии АТФ.. Синтез глюкозы идет в строме хлоропластов на ферментных системах. Суммарная реакция темновой стадии:

Фотосинтез очень продуктивен, но хлоропласты листа захватывают для участия в этом процессе всего 1 квант света из 10 000. Тем не менее этого достаточно для того, чтобы зеленое растение могло синтезировать 1 г глюкозы в час с поверхности листьев площадью 1м 2 .

Вопрос 4. Почему для высших растений необходимо присутствие в почве хемосинтезирующих бактерий?
Растениям необходимы для нормального роста и развития минеральные соли, содержащие такие элементы, как азот, фосфор, калий. Многие виды бактерий, способные синтезировать необходимые им органические соединения из неорганических за счет энергии химических реакций окисления, происходящих в клетке, относятся к хемотрофам. Захватываемые бактерией вещества окисляются, а образующаяся энергия используется на синтез сложных органических молекул из СО2 и Н2О. Этот процесс носит название хемосинтеза.
Важнейшую группу хемосинтезирующих организмов представляют собой нитрифицирующие бактерии. Исследуя их, С.Н. Виноградский в 1887 г. открыл процесс хемосинтеза. Нитрифицирующие бактерии, обитая в почве, окисляют аммиак, образующийся при гниении органических остатков, до азотистой кислоты:

Затем бактерии других видов этой группы окисляют азотистую кислоту до азотной:

Взаимодействуя с минеральными веществами почвы, азотистая и азотная кислоты образуют соли, которые являются важнейшими компонентами минерального питания высших растений. Под действием других видов бактерий в почве происходит образование фосфатов, также используемых высшими растениями.
Таким образом, хемосинтез - это процесс синтеза органических веществ из неорганических за счет энергии химических реакций окисления, происходящих в клетке.

Если учесть, что за год вся расти­тельность планеты производит около 130 ООО млн т сахаров, то на одного жите­ля Земли (при условии, что население Земли составляет 4 млрд жителей) их приходится 32,5 млн т.

Вопрос 2. Откуда берется кислород, выделяе­мый в процессе фотосинтеза?

Кислород, поступающий в атмосферу в процессе фотосинтеза, образуется из во­ды в результате ее разложения под дейст­вием энергии солнечного света. Этот про­цесс называют фотолизом.

Вопрос 3. В чем смысл световой фазы фото­синтеза; темновой фазы?

Во время световой фазы, во-первых, солнечная энергия превращается в энер­гию химических соединений (образуются богатые энергией молекулы АТФ). Эта энергия расходуется на синтез глюкозы в темновую фазу. Во-вторых, образуются атомы водорода, необходимые для проду­цирования сахаров в темновой фазе.

В-третьих, кислород, являющийся по­бочным продуктом реакций, выделяется в атмосферу.

Во время темновой фазы из углекислого газа воздуха и атомов водорода, образо­ванных в световой фазе, синтезируется шестиуглеродный сахар глюкоза.

Вопрос 4. Почему для высших растений необ­ходимо присутствие в почве хемосинтезирующих бактерий?

Растениям необходимы для нормально­го роста и развития минеральные соли, содержащие такие элементы, как азот, фосфор, калий. Хемосинтезирующие бак­терии способны превращать недоступные для растений соединения азота и фосфора в доступную для растений форму. Напри­мер, нитрифицирующие бактерии окис­ляют аммиак до азотистой кислоты, а дру­гие виды бактерий окисляют азотистую кислоту до азотной. В почве эти кисло­ты, взаимодействуя с неорганическими соединениями, образуют соли, являющие­ся важнейшими компонентами минераль­ного питания растений.

А вы задавились ли когда-нибудь вопросом: "Откуда же Земля получает кислород в таких больших количествах? От одних ли деревьев?". Сегодня, возможно, многие сделают для себя открытие. Вообще, в основном, атмосфера нашей планеты состоит из азота. Его доля составляет 78%, затем следует кислород. Его доля составляет 21%. На углекислый газ и другие газы приходится 1%. Сюда входят пары воды, а также, неон, криптон, водород, гелий, метан. Вообще, есть такое шаблонное мнение, что кислород производят в основном деревья. И если все деревья на Земле исчезнут, то неминуемо всё живое погибнет.

Теперь, по существу. На самом деле, конечно, тропические леса и леса, в общем, важны для Земли и они входят в цепочку тех факторов и живых организмов, которые вырабатывают кислород. Но они не являются самыми главными в производстве кислорода. Дело в том, что люди заблуждаются, когда говорят, что деревья - лёгкие планеты. Да, деревья выделяют кислород, но согласитесь, что этого недостаточно для того, чтобы вклад одних только лесов был настолько огромным для выработки кислорода для земной атмосферы. Кстати, сами деревья в процессе своей жизнедеятельности поглощают до половины произведённого ими кислорода. Значит, становится понятным, что что-то ещё участвует в выработке важного для для нас кислорода.

Возьмём, к примеру леса Амазонии. Их вклад в производство мирового кислорода, на самом деле, невелик. Ведь, кислород производится как над сущей, так и. над океанами, морями и реками. Так и есть, и вы узнаете почему. Так вот, британские учёные провели исследования в 2010 году и пришли к следующим выводам. Все существующие на сегодняшний день тропические леса планеты производят 34% кислорода, который производится именно на суше. И на саму Амазонию приходится 48% этих лесов. А значит, что Амазония вырабатывает 16% кислорода на суше.

И теперь, самое интересное. Дело в том, что в океанах кислород для нашей планеты вырабатывает фитопланктон. Да-да, именно он самый. И если учитывать этот фактор, то пресловутая доля тропических лесов той же Амазонии падает до 6-9%. И, кстати, не забывайте, что по ночам, процесс фотосинтеза прекращается из-за отсутствия солнечного света. И тут, уже сами деревья начинают поглощать тот самый кислород, который они сами же днём произвели, а выделять они начинают, углекислый газ . Такие вот дела. Называют этот процесс клеточным дыханием. И да, повторим, что по ночам, деревья потребляют около 52% того того самого кислорода, который сами же произвели. Оставшуюся часть кислорода потребляют тропические микроорганизмы, которые разлагают мёртвые деревья и другую органику, находящуюся в лесу, ну а также, живущие в лесах живые организмы.

Но не будем, преуменьшать роль лесов на планете, так как они очень важны для охлаждения планеты. Это происходит благодаря тому, что деревья потребляют углекислый газ, и благодаря этому, он не скапливается в атмосфере. А ночью, непотребляемый деревьями углекислый газ, приостанавливает быстрое остывание поверхности планеты. Вот такая вот важная роль лесов. Представьте ту же Венеру, её атмосфера, как раз-таки, и состоит в подавляющем объёме из одного углекислого газа и там парниковый эффект, что на поверхности планеты температура около 470 градусов по Цельсию. Леса - как кондиционер, которые сохраняют Землю от угрозы начала парникового эффекта.

Как уже было сказано выше, подавляющее количество кислорода для нашей планеты вырабатывает фитопланктон. Но не многие этого знают. Так вот, существуют на нашей Земле такие одноклеточные существа, которые и вырабатывают необходимый для жизни кислород. Они поглощают углекислый газ, а выделяют кислород. Их на Земле настолько много и, поэтому они и являются основными производителями кислорода. Среди учёных мнение по поводу доли производства ими кислорода разнится. Кто-то говорит, что они производят половину, кто-то подавляющее количество кислорода. Но это не важно, так как понятно, что подавляющая часть выработки кислорода принадлежит именно им. Их называют диатомеями. Они обитают во всех водах нашей планеты, и распространены по всей Земле. Но, зависимости в каком водоёме они проживают, отличается и их строение, а также и их характеристики. Тем не менее, именно на них лежит бремя насыщения планеты кислородом.

Конечный вывод: 80% кислорода на Земле вырабатывает фитопланктон, а 20% - растения, находящиеся на земной суше.

А на сегодня всё. Спасибо, что прочитали до конца. Ждём вашего прочтения наших новых статей.

* Важно: Напомним читателям канала, что мы не занимаемся какой-либо пропагандой или навязыванием своего мнения, а лишь констатируем свершившиеся факты или намеченные планы в какой-либо области.

Также, очень важно, если вы отдадите свой голос в опросе ниже. Это помогает в развитии канала.

Если вам понравилась статья — поставьте лайк. Это поможет развитию канала, а также новые статьи будут выходить чаще. На нашем канале вы можете прочитать много интересных статей на научные и исторические темы. Будем рады, если вы подпишетесь на наш канал в Дзен - Журнал Фактов . Большое спасибо тем, кто прочитал статью, поставил лайк и подписался на канал. Но особое "спасибо", тем, кто поддерживает канал деревянным"рублем".

Читайте также: