Реферат на тему фотосинтез

Обновлено: 02.07.2024

В течение тысячелетий люди считали, что питается растение исключительно благодаря корням, поглощая с их помощью все необходимые вещества из почвы. Проверить эту точку зрения взялся в начале девятнадцатого века голландский натуралист Ян Ван Гельмонт. Он взвесил землю в горшке и посадил туда побег ивы. В течение пяти лет он поливал деревце, а затем высушил землю и взвесил её и растение. Ива весила семьдесят пять килограмм, а вес земли изменился всего на несколько сот граммов. Вывод учёного был таков - растения получают питательные вещества прежде всего не из почвы , а из воды.

На два столетия в науке утвердилась теория водного питания растений. Листья, по этой теории, лишь помогали растению испарять излишнюю влагу.

Десять лет спустя учёные поняли, что растение не просто превращает углекислый газ в кислород. Углекислый газ необходим растениям для жизни, он служит для них настоящей пищей (вместе с водой и минеральными солями).

Воздушное питание растений называется фотосинтезом. Кислород в процессе фотосинтеза выделяется в качестве необычного продукта.

Миллиарды лет назад на земле не было свободного кислорода. Весь кислород, которым дышат почти все живые существа нашей планеты, выделен растениями в процессе фотосинтеза. Фотосинтез сумел изменить весь облик нашей планеты!

Значение фотосинтеза не осознавалось до сравнительно недавнего времени. Аристотель и другие учёные Греции, наблюдая, что жизненные процессы животных зависят от потребления пищи, полагали, что растения добывают свою “пищу” из почвы.

Немногим более трехсот лет назад в одном из первых тщательно продуманных биологических экспериментов голландский врач Ян Ван Гельмонт представил доказательства того, что не одна почва кормит растение. Ван Гельмонт выращивал маленькое дерево ивы в глиняном горшке, добавляя в него только воду.

Через пять лет масса игл увеличилась на 74,4 кг, в то время, как масса почвы уменьшилась только на 57 гр.

В конце XVIII века английский ученый Джозеф Пристли сообщил, что он “случайно обнаружил метод исправления воздуха, который был испорчен горением свечей”. 17 августа 1771 г. Пристли “… поместил живую веточку мяты в закрытый сосуд, в котором горела восковая свеча”, а 21 числа того же месяца обнаружил, что “… другая свеча снова могла гореть в этом же сосуде”. “Исправляющим началом, которым для этих целей пользуется природа, - полагал Пристли, - было растение”. Он расширил свои наблюдения и скоро показал, что воздух, “исправляемый” растением, не был “совсем не подходящим для мыши”.

Опыты Пристли впервые позволили объяснить, почему воздух на Земле остается “чистым” и может поддерживать жизнь, несмотря на горение бесчисленных огней и дыхание множества живых организмов. Он говорил: “Благодаря этим открытиям мы уверены, что растения произрастают не напрасно, а очищают и облагораживают нашу атмосферу”.

Позднее голландский врач Ян Ингенхауз (1730-1799) подтвердил работу Пристли и показал, что воздух “исправляется” только на солнечном свету и только зелеными частями растения. В 1796 году Ингенхауз предположил, что углекислота разлагается при фотосинтезе на С и О₂ , а О₂ выделяется в виде газа. В последствие было обнаружено, что соотношение атомов углерода, водорода и кислорода в сахарах и крахмале таково, что один атом углерода приходится на одну молекулу воды, на что и указывает слово “углеводы”. Считалось общепринятым, что углеводы образуются из С и Н₂ О, а О₂ выделяется из углекислоты. Это вполне разумная гипотеза была широко признана, но, как позднее выяснилось, она была совершенно неверной.

Исследователем, который опроверг эту общепринятую теорию, был Корнелиус ван Ниль из Стамфордского университета, когда он, будучи еще студентом-дипломником, исследовал метаболизм различных фотосинтезирующих бактерий. Одна группа таких бактерий, а именно пурпурные серные бактерии, восстанавливает С до углеводов, но не выделяет О₂ . Пурпурным серным бактериям для фотосинтеза необходим сероводород. В результате фотосинтеза внутри бактериальных клеток накапливаются частицы серы. Ван Ниль обнаружил, что для этих бактерий уравнение фотосинтеза может быть записано как:

В этом уравнении Н₂ А представляет собой либо воду, либо другое окисляемое вещество, например, сероводород или свободный Н₂ . У зеленых растений и водорослей Н₂ А = Н₂ О. То есть ван Ниль предположил, что Н₂ О, а не углекислота, разлагается при фотосинтезе. Эта блестящая идея, выдвинутая в тридцатые годы, экспериментально была доказана позднее, когда исследователи, использую тяжелый изотоп О₂ ( 18 О₂ ), проследили путь кислорода от воды до газообразного состояния:

Таким образом, для водорослей или зеленых растений, у которых вода служит донором электронов, суммарное уравнение фотосинтеза записывается следующим образом:

Процессы, происходящие в листе.

Лист осуществляет три важных процесса – фотосинтез, испарение воды и газообмен. В процессе фотосинтеза в листьях из воды и двуокиси углерода под действием солнечных лучей синтезируются органические вещества. Днем, в результате фотосинтеза и дыхания, растение выделяет кислород и двуокись углерода, а ночью – только двуокись углерода, образующуюся при дыхании.

Большинство растений способно синтезировать хлорофилл при слабом освещении. При прямом солнечном освещении хлорофилл синтезируется быстрее.

Необходимая для фотосинтеза световая энергия в известных пределах поглощается тем больше, чем меньше затемнен лист. Потому у растений в процессе эволюции выработалась способность поворачивать пластину листа к свету так, чтобы на нее падало больше солнечных лучей. Листья на растении располагаются так, чтобы не притеснять друг друга.

Тимирязев доказал, что источником энергии для фотосинтеза служат преимущественно красные лучи спектра. На это указывает спектр поглощения хлорофилла, где наиболее интенсивная полоса поглощения наблюдается в красной, и менее интенсивное – в сине-фиолетовой части.

В хлоропластах вместе с хлорофиллом имеются пигменты каротин и ксантофилл. Оба этих пигмента поглощают синие и, отчасти, зеленые лучи и пропускают красные и желтые. Некоторые ученые приписываю каротину и ксантофиллу роль экранов, защищающих хлорофилл от разрушительного действия синих лучей.

Процесс фотосинтеза слагается из целого ряда последовательных реакций, часть которых протекает с поглощением световой энергии, а часть – в темноте. Устойчивыми окончательными продуктами фотосинтеза являются углеводы (сахара, а затем крахмал), органические кислоты, аминокислоты, белки.

Фотосинтез при различных условиях протекает с разной интенсивностью.

Интенсивность фотосинтеза также зависит от фазы развития растения. Максимальная интенсивность фотосинтеза наблюдается в фазе цветения.

Собрала для вас похожие темы рефератов, посмотрите, почитайте:

Введение

Тысячи лет люди верили, что растение питается исключительно своими корнями и поглощает из почвы все необходимые вещества. Голландский натуралист Ян Ван Хельмонт занял эту должность в начале девятнадцатого века. Он взвешивал землю в горшке и посадил там иву. В течение пяти лет он поливал дерево, затем высушивал землю и взвешивал его и растение. Ива весила семьдесят пять килограммов, а вес земли изменился всего на несколько сотен граммов. Ученый пришел к выводу, что питательные вещества растения получают в первую очередь из воды, а не из почвы.

В течение двух столетий в науке была создана теория питания растительной водой. Листья, согласно теории, только помогали растению испарять избыток влаги.

Только в начале девятнадцатого века ученые пришли к весьма неожиданному, но правильному предположению о питании растений воздухом. Важную роль в понимании этого процесса сыграло открытие английского химика Джозефа Пристли в 1771 году, и он предложил опыт, который привел его к выводу, что растения очищают воздух и делают его пригодным для дыхания. Позже стало ясно, что растениям нужен свет, чтобы очистить воздух.

Десять лет спустя ученые поняли, что растение не только преобразует углекислый газ в кислород. Углекислый газ жизненно важен для растений, он служит им настоящей пищей (вместе с водой и минеральными солями).

Питание растений воздухом называется фотосинтезом. Кислород выделяется во время фотосинтеза как необычный продукт.

Миллиарды лет назад на Земле не было свободного кислорода. Весь кислород, которым дышат почти все живые существа на нашей планете, во время фотосинтеза изолирован растениями. Фотосинтез изменил все лицо нашей планеты!

С семидесятых годов прошлого века в России достигнуты большие успехи в области фотосинтеза. Благодаря работе российских ученых Пуриевича, Ивановского, Риктера, Иванова, Костычева были изучены многие аспекты этого процесса.

Чуть более трехсот лет назад, в одном из первых тщательно продуманных биологических экспериментов, голландский врач Ян Ван Хельмонт представил доказательства того, что более чем одна почва питает растение. Ван Хельмонт посадил маленькое ивовое дерево в глиняный горшок и добавил только воду.

Через пять лет масса игл увеличилась на 74,4 кг, в то время как масса почвы уменьшилась всего на 57 граммов.

Исследователем, опровергнувшим эту традиционную теорию, был Корнелиус ван Ниль из Стэмфордского университета, когда он еще был аспирантом и занимался исследованием метаболизма различных фотосинтезирующих бактерий. Одна группа таких бактерий, а именно пурпурная сера, восстанавливает С в углеводах, но не выделяет O2. Фиолетовым серным бактериям нужен сероводород для фотосинтеза. В результате фотосинтеза частицы серы накапливаются внутри бактериальных клеток. Ван Нил обнаружил, что для этих бактерий уравнение фотосинтеза.

Этот факт привлек внимание исследователей только тогда, когда Ван Ниль сделал смелое заявление и предложил следующее краткое уравнение фотосинтеза.

В этом уравнении H2A означает либо воду, либо другое окисленное вещество, например, сероводород или свободный H2. В зеленых растениях и водорослях H2A = H2O. Это означает, что Ван Ниль предположил, что H2O, а не углекислый газ, разлагается во время фотосинтеза. Эта гениальная идея, выдвинутая в 1930-х годах, впоследствии была экспериментально доказана, когда исследователи использовали тяжелый изотоп O2 (18O2), чтобы следовать по пути кислорода от воды до газообразного состояния.

Например, для водорослей или зеленых растений, где вода является донором электронов, все фотосинтетическое уравнение записывается следующим образом.

Процессы, происходящие на листе

Лист выполняет три важных процесса — фотосинтез, испарение воды и газообмен. В процессе фотосинтеза под воздействием солнечного света синтезируются органические вещества в листьях из воды и углекислого газа. Днем растение выделяет кислород и углекислый газ посредством фотосинтеза и дыхания, а ночью — только углекислый газ из дыхания.

Большинство растений способны синтезировать хлорофилл при слабом освещении. Хлорофилл синтезируется быстрее при прямом солнечном свете.

Чем больше световой энергии требуется для фотосинтеза в известных пределах, тем меньше затемняется пленка. Вот почему растения развили способность в процессе эволюции освещать лист так, чтобы на него падало больше солнечного света. Листья растения расположены таким образом, что они не переполняют друг друга.

Тимирязев доказал, что источником энергии для фотосинтеза являются в основном красные лучи спектра. На это указывает спектр поглощения хлорофилла, где наиболее интенсивная полоса поглощения красная, а менее интенсивная — сине-фиолетовая.

Каротин и ксантофилл пигменты присутствуют в хлоропластах вместе с хлорофиллом. Эти два пигмента поглощают синие и частично зеленые лучи и передают красный и желтый цвета. Некоторые ученые приписывают каротину и ксантофилу роль экранов, защищающих хлорофилл от вредного воздействия синих лучей.

Процесс фотосинтеза состоит из серии последовательных реакций, одни из которых происходят с поглощением световой энергии, другие — в темноте. Стабильными конечными продуктами фотосинтеза являются углеводы (сахар, затем крахмал), органические кислоты, аминокислоты, белки.

Фотосинтез происходит в различных условиях с различной интенсивностью.

Интенсивность фотосинтеза также зависит от фазы развития растений. Максимальная интенсивность фотосинтеза наблюдается в фазе цветения.

Типичное содержание углекислого газа в воздухе составляет 0,03 процента по объему. Снижение содержания углекислого газа в воздухе снижает интенсивность фотосинтеза. Увеличение содержания углекислого газа до 0,5% почти пропорционально увеличивает интенсивность фотосинтеза. Однако дальнейшее увеличение содержания углекислого газа не приводит к повышению интенсивности фотосинтеза, и на 1% страдает растение.

Растения испаряют или преобразуют очень большое количество воды. Испарение воды является одной из причин восходящего потока. По мере испарения воды в растении накапливаются минералы, и температура растения, полезная для него, падает при солнечном нагреве. Иногда при транспирации температура растения снижается на 6o.

Растение регулирует испарение воды через работу ротовой полости. Осаждение кутикулы или воскового налета на эпидермисе, образование волосяного покрова и другие приспособления направлены на уменьшение нерегулируемого потоотделения.

Процесс фотосинтеза и постоянное дыхание живых клеток листа требуют обмена газами между внутренними тканями листа и атмосферой. В процессе фотосинтеза ассимилированный углекислый газ поглощается из атмосферы и с помощью кислорода высвобождается обратно в атмосферу.

Применение метода изотопного анализа показало, что возвращаемый в атмосферу кислород (16O) принадлежит воде, а не углекислоте воздуха, в которой доминирует другой ее изотоп — 15O. Во время дыхания живых клеток (окисление органических веществ внутри клетки до углекислого газа и воды свободным кислородом) необходимо подавать кислород из атмосферы и возвращать углекислый газ. Этот газовый обмен также осуществляется в основном через мундштук.

Современные представления о фотосинтезе

В настоящее время известно, что фотосинтез проходит через две фазы, но только одна из них находится в свету. Доказательство двухступенчатого процесса впервые было представлено в 1905 году английским физиологом растений Ф.Ф. Блаклиным, исследовавшим влияние света и температуры на объем фотосинтеза.

На основе экспериментов Блэклин сделал следующие выводы.

Существует группа светозависимых реакций, которые не зависят от температуры. Объем этих реакций в диапазоне низкой освещенности может увеличиваться с увеличением освещенности, но не с увеличением температуры.

Существует вторая группа температурно-зависимых реакций, не зависящих от света. Оказалось, что для фотосинтеза нужны обе группы реакции. Увеличение объема только одной группы реакций увеличивает объем всего процесса, но только до тех пор, пока вторая группа реакций не начнет удерживать первую. После этого необходимо ускорить вторую группу реакций, чтобы первая группа реакций могла пройти без ограничений.

Объем темных реакций увеличивается с ростом температуры, но только до 30o, а затем начинает уменьшаться. В связи с этим предполагалось, что темные реакции катализируются ферментами, так как обмен ферментативными реакциями, таким образом, зависит от температуры. Следовательно, этот вывод оказался неверным.

На первом этапе фотосинтеза (реакции света) энергия света используется для формирования АТФ (молекулы аденозинтрифосфата) и высокоэнергетических носителей электронов. На втором этапе фотосинтеза (темные реакции) энергетические продукты, образующиеся в ходе световых реакций, используются для обратного преобразования CO2 в простые сахара (глюкоза).

Процесс фотосинтеза все больше привлекает внимание ученых. Наука находится на грани решения важнейшей проблемы — искусственного производства ценных органических веществ из широко распространенных неорганических веществ с использованием световой энергии. Проблема фотосинтеза интенсивно изучается ботаниками, химиками, физиками и другими специалистами.

В последнее время уже искусственно получен синтез формальдегида и сахаридов из водных растворов карбонатной кислоты; вместо хлорофилла карбонаты кобальта и никеля взяли на себя роль поглотителей светлой энергии. Недавно была синтезирована молекула хлорофилла.

Фотосинтез в растениях осуществляется в хлоропластах. Она включает в себя преобразование энергии (световой процесс), преобразование материалов (темный процесс). Световой процесс происходит в хилакоидах, темный — в хлоропластической строме.

Важность фотосинтеза в природе

Фотосинтез — единственный процесс в биосфере, который приводит к увеличению ее свободной энергии за счет внешнего источника. Энергия, накопленная в продуктах фотосинтеза, является основным источником энергии для человечества.

В результате фотосинтеза на Земле ежегодно образуется 150 миллиардов тонн органической материи и высвобождается около 200 миллионов тонн свободного кислорода.

Поскольку зеленые растения являются прямым или косвенным источником пищи для всех других гетеротрофных организмов, фотосинтез удовлетворяет потребности в питании всего живого на нашей планете. Это важнейшая основа для сельского и лесного хозяйства. Хотя его потенциал для действий еще невелик, он также используется в определенной степени. Например, за счет увеличения концентрации углекислого газа в воздухе до 0,1% (по сравнению с 0,3% в природной атмосфере) урожайность огурцов и помидоров возросла втрое.

Один квадратный метр поверхности листа производит около одного грамма сахара в течение одного часа; это означает, что, по приблизительным подсчетам, все растения ежегодно извлекают из атмосферы от 100 до 200 миллиардов тонн сахара. Около 60% этого объема поглощается лесами, которые занимают 30% площади ледяного покрова, 32% — пахотными землями, а остальные 8% — растениями из степных и пустынных районов, а также городов и населенных пунктов.

Заключение

Зеленое растение может не только использовать углекислый газ и производить сахар, но и преобразовывать соединения азота и серы в вещества, составляющие его организм. Через корневую систему растение растворяется в нитрат-ионах почвенной воды и перерабатывает их в своих клетках в аминокислоты — основные компоненты всех белковых соединений. Компоненты жиров также получают из соединений, которые образуются в ходе метаболических и энергетических процессов. Жиры и масла производятся из жирных кислот и глицерина, которые в основном используются в качестве заменителей растений. Около 80% всех растений содержат жиры в качестве заменителя энергии в своих семенах. Производство семян, жиров и масел играет важную роль в сельскохозяйственной и пищевой промышленности.

Список литературы

Образовательный сайт для студентов и школьников

В течение тысячелетий люди считали, что питается растение исключительно благодаря корням, поглощая с их помощью все необходимые вещества из почвы. Проверить эту точку зрения взялся в начале девятнадцатого века голландский натуралист Ян Ван Гельмонт. Он взвесил землю в горшке и посадил туда побег ивы. В течение пяти лет он поливал деревце, а затем высушил землю и взвесил её и растение. Ива весила семьдесят пять килограмм, а вес земли изменился всего на несколько сот граммов. Вывод учёного был таков — растения получают питательные вещества, прежде всего, не из почвы, а из воды. На два столетия в науке утвердилась теория водного питания растений. Листья, по этой теории, лишь помогали растению испарять излишнюю влагу.

К самому неожиданному, но правильному предположению о воздушном питании растений ученые пришли лишь к началу девятнадцатого века. Важную роль в понимании этого процесса сыграло открытие, совершенное английским химиком Джозефом Пристли в 1771 году. Он поставил опыт, в результате которого он сделал вывод: растения очищают воздух и делают его пригодным для дыхания. Позднее выяснилось: для того, чтобы растение очищало воздух, необходим свет. Десять лет спустя, учёные поняли, что растение не просто превращает углекислый газ в кислород. Углекислый газ необходим растениям для жизни, он служит для них настоящей пищей (вместе с водой и минеральными солями).

Воздушное питание растений называется фотосинтезом. Кислород в процессе фотосинтеза выделяется в качестве необычного продукта. Миллиарды лет назад на земле не было свободного кислорода. Весь кислород, которым дышат почти все живые существа нашей планеты, выделен растениями в процессе фотосинтеза. Фотосинтез сумел изменить весь облик нашей планеты!

Начиная с семидесятых годов прошлого столетия, крупные успехи в области фотосинтеза были получены в России. Работами русских учёных Пуриевича, Ивановского, Риктера, Иванова, Костычева были изучены многие стороны этого процесса. Значение фотосинтеза не осознавалось до сравнительно недавнего времени. Аристотель и другие учёные Греции, наблюдая, что жизненные процессы животных зависят от потребления пищи,

Исследователем, который опроверг эту общепринятую теорию, был Корнелиус ван Ниль из Стамфордского университета, когда он, будучи еще студентом — дипломником, исследовал метаболизм различных фотосинтезирующих бактерий. Одна группа таких бактерий, а именно пурпурные серные бактерии, восстанавливает С до углеводов, но не выделяет О₂. Пурпурным серным бактериям для фотосинтеза необходим сероводород. В результате фотосинтеза внутри бактериальных клеток накапливаются частицы серы. Ван Ниль обнаружил, что для этих бактерий уравнение фотосинтеза может быть записано как:

В этом уравнении Н₂А представляет собой либо воду, либо другое окисляемое вещество, например, сероводород или свободный Н₂. У зеленых растений и водорослей Н₂А = Н₂О. То есть ван Ниль предположил, что Н₂О, а не углекислота, разлагается при фотосинтезе. Эта блестящая идея, выдвинутая в тридцатые годы, экспериментально была доказана позднее, когда исследователи, использую тяжелый изотоп О₂( 18 О₂), проследили путь кислорода от воды до газообразного состояния:

Процессы, происходящие в листе

Фотосинтез при различных условиях протекает с разной интенсивностью.

Обычное содержание углекислоты в воздухе составляет 0,03% по объему. Уменьшение содержания углекислоты в воздухе снижает интенсивность фотосинтеза. Повышение содержания углекислоты до 0,5% увеличивает интенсивность фотосинтеза почти пропорционально. Однако при дальнейшем повышении содержания углекислоты, интенсивность фотосинтеза не возрастает, а при 1% — растение страдает.

Растения испаряют или трансперируют очень большое количество воды. Испарение воды является одной из причин восходящего тока. Вследствие испарения воды растением в нем накапливаются минеральные вещества, и происходит полезное для растения понижение температуры во время солнечного нагрева. Иногда трансперация снижает температуру растения на 6 о .

Растение регулирует процесс испарения воды посредством работы устьиц. Отложение кутикулы или воскового налета на эпидерме, образование его волосков и другие приспособления направлены к сокращению нерегулируемой трансперации.

Процесс фотосинтеза и постоянное протекающее дыхание живых клеток листа требуют газообмена между внутренними тканями листа и атмосферой. В процессе фотосинтеза из атмосферы поглощается ассимилируемый углекислый газ и возвращается в атмосферу кислородом.

Применение изотопного метода анализа показало, что кислород, возвращаемый в атмосферу ( 16 О) принадлежит воде, а не углекислому газу воздуха, в котором преобладает другой его изотоп — 15 О. При дыхании живых клеток (окисление свободным кислородом органических веществ внутри клетки до углекислого газа и воды) необходимо поступление из атмосферы кислорода и возвращение углекислоты. Этот газообмен также в основном осуществляется через устьичный аппарат.

Современные представления о фотосинтезе

В настоящее время известно, что фотосинтез проходит две стадии, но только одна из них – на свету. Доказательства двухстадийности процесса впервые были получены в 1905 году английским физиологом растений Ф.Ф. Блэклином, который исследовал влияние освещенности и температуры на объем фотосинтеза.

На основании экспериментов, Блэклин сделал следующие выводы:

1. Имеется одна группа светозависимых реакций, которые не зависят от температуры. Объем этих реакций в диапазоне низких освещенностей мог возрастать с увеличением освещенности, но не с увеличением температуры.

2. Имеется вторая группа реакций, зависимых от температуры, а не от света. Оказалось, что обе группы реакций необходимы для осуществления фотосинтеза. Увеличение объема только одной группы реакций увеличивает объем всего процесса, но только до того момента, пока вторая группа реакций не начнет удерживать первую. После этого необходимо ускорить вторую группу реакций, чтобы первые могли проходить без ограничений.

Объем темновых реакций возрастает с увеличением температуры, но только до 30 о , а затем начинает падать. На основании этого факта предположили, что темновые реакции катализируются ферментами, поскольку обмен ферментативных реакций, таким образом, зависит от температуры. В последствие оказалось, что данный вывод был сделан неправильно.

На первой стадии фотосинтеза (световые реакции) энергия света используется для образования АТР (молекула аденозин-трифосфата) и высокоэнергетических переносчиков электронов. На второй стадии фотосинтеза (темновые реакции) энергетические продукты, образовавшиеся в световых реакциях, используются для восстановления СО₂ до простого сахара (глюкозы).

Процесс фотосинтеза все больше и больше привлекает к себе внимание ученых. Наука близка к разрешению важнейшего вопроса – искусственного создания при помощи световой энергии ценных органических веществ из широко распространенных неорганических веществ. Проблема фотосинтеза усиленно разрабатывается ботаниками, химиками, физиками и другими специалистами.

В последнее время уже удалось искусственно получить синтез формальдегида и сахаристых веществ из водных растворов карбонатной кислоты; при этом роль поглотителя световой энергии играли вместо хлорофилла карбонаты кобальта и никеля. Недавно синтезирована молекула хлорофилла.

Фотосинтез в растениях осуществляется в хлоропластах. Он включает преобразования энергии (световой процесс), превращение вещества (темновой процесс). Световой процесс происходит в гилакоидах, темновой – в строме хлоропластов. Обобщенное циркулирование фотосинтеза выглядит следующим образом:

Два процесса фотосинтеза выражаются отдельными уравнениями

Значение фотосинтеза в природе

Фотосинтез – единственный процесс в биосфере, ведущий к увеличению ее свободной энергии за счет внешнего источника. Запасенная в продуктах фотосинтеза энергия – основной источник энергии для человечества.

Ежегодно в результате фотосинтеза на Земле образуется 150 млрд. тонн органического вещества и выделяется около 200 млн. тонн свободного кислорода.

Поскольку зеленые растения представляют собой непосредственную или опосредованную базу питания всех других гетеротрофных организмов, фотосинтез удовлетворяет потребность в пище всего живого на нашей планете. Он – важнейшая основа сельского и лесного хозяйства. Хотя возможности воздействия на него еще не велики, но все же и они, в какой то мере используются. При повышении концентрации углекислого газа в воздухе до 0,1% (против 0,3% в естественной атмосфере) удалось, например, повысить урожайность огурцов и томатов втрое.

Квадратный метр поверхности листьев в течение одного часа продуцирует около одного грамма сахара; это значит, что все растения, по приблизительной оценке, изымают из атмосферы от 100 до 200 млрд. тонн С в год. Около 60% этого количества поглощают леса, занимающие 30% непокрытой льдами поверхности суши, 32% — окультуренные земли, а оставшиеся 8% — растения степей и пустынных мест, а также городов и поселков.

Зеленое растение способно не только использовать углекислый газ и создавать сахар, но и превращать азотные соединения, и соединения серы в вещества, слагающие его тело. Через корневую систему растение получает растворенные в почвенной воде ионы нитратов и перерабатывает их в своих клетках в аминокислоты – основные компоненты всех белковых соединений. Компоненты жиров также возникают из соединений, образующихся в процессах обмена веществ и энергии. Из жирных кислот и глицерина возникают жиры и масла, которые служат для растения, главным образом, запасными веществами. В семенах приблизительно 80% всех растений, в качестве богатого энергией запасного вещества, содержатся жиры. Получение семян, жиров и масел играет важную роль в сельскохозяйственной и пищевой промышленности.

Фотосинтез - сложное явление, которое чаще всего происходит в зелёных листьях растений. Этот процесс состоит из 2‑х этапов:

1. Световая фаза, которая требует наличие солнечного света;

2. Темновая фаза (свет не нужен).

Необходимыми компонентами для фотосинтеза, кроме света, являются углекислый газ и вода. Фотосинтез проходит в хлоропластах, зелёных пластидах, которые находятся в растительной клетке. Углекислый газ поглощается листьями из воздуха, а вода - из почвы корнями.

Как происходит фотосинтез?

В клетках растений содержится хлорофилл - пигмент, который отвечает за зелёный цвет листьев. Хлорофилл способен поглощать солнечный свет, который приводит в действие весь процесс фотосинтеза. Происходит расщепление воды, и образуются атомы водорода. Эти атомы расходуются на синтез углеводов. Выделение кислорода и синтез глюкозы происходят в темновую фазу.

Таким образом, растения способны сами производить продукты питания, глюкозу. Самое важное для растений - это свет и вода. При искусственном свете фотосинтез тоже может происходить, но в солнечном свете есть ультрафиолетовое излучение, создающее лучшие условия для данного процесса.

Некоторые бактерии и все зелёные водоросли также способны выделять кислород в процессе фотосинтеза. Мировой океан, как и леса, являются важным источником кислорода.

Существует ряд факторов, которые могут замедлять процесс фотосинтеза:

1. Недостаток солнечного света (растение становится слабее и насекомые уничтожают листву);

2. Недостаток воды (замедляются химические процессы).

Фотосинтез является очень важным процессом, потому что благодаря ему образуются органические вещества и выделяется кислород. Без фотосинтеза жизнь на нашей поанете невозможна.

Фотосинтез важен не только для окружающего мира, но и для самого растения. Глюкоза, выделенная в процессе фотосинтеза, является строительным материалом для растения. Благодаря глюкозе растения могут расти и развиваться.

Вариант №2

Абсолютно все живые организмы дышат, в том числе и растения. Без фотосинтеза они не смогли бы расти и развиваться. Для укрепления растениям необходимо достаточное получение воды, минеральных веществ и углекислого газа. Все эти компоненты они получают из самой природы. Также им требуется энергия, которая накапливается за счет солнечного света. Эта энергия усваивается для осуществления некоторых химических реакций, в процессе которых углекислый газ и вода преобразуются в глюкозу и кислород. Выполняется это во время питания и дыхания. Эти процессы и носят название фотосинтеза.

Помимо самих растений, энергию солнечного света получают и животные, которые питаются зелеными.

Усваивание энергии солнечного света

Как было сказано выше, зеленые потребляют солнечную энергию, которая потом переходит в химическую. Но каким образом это совершается?

Этот процесс осуществляется при помощи хлоропластов. Это зеленые пластиды, содержащиеся в составе листьев. Эти клетки имеют краситель хлорофилл, который окрашивает растения в зеленый цвет и принимает участие в фотосинтезе.

Чем объясняется широкая и узкая структура листьев?

Фотосинтез осуществляется преимущественно в листьях растений. Именно из-за большой и широкой поверхности, они способны к наиболее лучшему и большему усваиванию солнечной энергии.

Какие еще факторы являются жизненно необходимыми для растений?

Для поддержания здоровья, дальнейшего совершенствования растениям нужны питательные вещества. Получают они их из почвы путем всасывания корнями воды, которая потом распределяется по всему растению. Если же почва бедна полезными веществами, то растение не сможет беспроблемно и полноценно совершенствоваться. Поэтому фермеры и садоводы постоянно следят за содержанием в земле полезных минеральных элементов. В критических ситуациях, когда почва обедняется, они прибегают к использованию удобрений.

Важность фотосинтеза

Фотосинтез является очень значимым химическим процессом. Для начала, он является важным составляющим в пищевой цепочке всего живого. Он обеспечивает растения продуктами питания, которые в дальнейшем являются пропитанием как для животного, так и человека. Также фотосинтез играет важную роль в выделении в среду кислорода, без которого не могут жить все живые организмы.

Фазы фотосинтеза

Фотосинтез состоит из 2 этапов: светового и темнового. Световая протекает только при участии света. В данном случае также принимает участие хлорофилл. При наступлении темноты начинается темновой период, в результате которой образуется глюкоза. Этот этап не требует присутствия света.

Таким образом, фотосинтез является очень значимым этапом в жизни всех организмов. Он осуществляет первостепенные процессы, без которых живые организмы не могли бы существовать.

Фотосинтез

Монастырь можно назвать общиной для монахинь и монахов. Они имеют общий устав. К монастырю примыкают постройки, принадлежащие этрй общине. Именно отшельники, как называют их сейчас, начиная со второго века заложили основу образу жизни монахов.

Британцы завораживают своей плюшевой шерстью, круглой мордочкой, выразительными глазами и добродушным характером. Это домашнее животное может стать символом домашнего уюта, семейного очага и хорошей няней в том числе,

Читайте также: