Вода в фотосинтезе

Рис. 21.14. Упрощенная схема кругооборота кислорода в природе с указанием некоторых про-стейщих реакций с его участием. Важнейшим источником кислорода служит земная атмосфера. Часть О2 образуется в верхних слоях атмосферы в результате диссоциации Н2О под действием солнечного излучения. Часть О, выделяется зелеными растениями в процессе фотосинтеза из Н2О и СО2. В свою очередь атмосферный СО2 образуется в результате реакций горения, дыхания животных и диссоциации бикарбонат-иона в воде. Атмосферный О2 расходуется на образование озона в верхних слоях атмосферы, окислительные процессы выветривания горных пород, в процессе дыхания животных и в реакциях горения.

Не мепее важно значение воды и в жизни растений. Содержание воды влияет на направленность действия ферментов, на интенсивность транспирации, фотосинтеза, дыхания, ростовых процессов и т. п. Количество воды в растении обусловливает скорость тех или иных биологических процессов. Так, интенсивность дыхания зерновых находится в прямой зависимости от содержания влаги в семенах. Опыт показывает, что вначале увеличение влажности повышает интенсивность процесса дыхания на сравнительно незначительную величину. Затем, начиная примерно с 14%, повышение влажности на 1% увеличивает интенсивность дыхания на 150%, а последующее ее увеличение повышает интенсивность дыхания на несколько сот процентов. Иными словами, чем выше содержание воды в зерне, тем интенсивнее процесс дыхания. [c.46]

Круговорот углерода в природе включает постоянный переход его органических соединений в неорганические и наоборот. Образование органических веществ из оксида углерода (IV) и воды — фотосинтез — осуществляется в зеленых растениях под воздействием солнечного света. В результате фотосинтеза в атмосферу выделяется кислород [c.718]

Минеральными удобрениями называют соли, содержащие элементы, необходимые для питания растений и вносимые в почву для получения высоких и устойчивых урожаев. В состав растений входят около 60 химических элементов. Для образования ткани растения, его роста и развития требуются в первую очередь углерод, кислород и водород, образующие основную часть растительной массы, далее азот, фосфор, калий, магний, сера, кальций и железо. Источниками веществ, необходимых для питания растений, служат воздух и почва. Из воздуха растения извлекают основную массу углерода в виде диоксида углерода, усваиваемого путем фотосинтеза, а из почвы — воду и минеральные вещества. Некоторое количество диоксида углерода воспринимается корневой системой растений из почвы. Среди минеральных веществ особенно важны для жизнедеятельности растений азот, фосфор и калий. Эти элементы способствуют обмену веществ в растительных клетках, росту растений и особенно плодов, повышают содержание ценных веществ (крахмала в картофеле, сахара в све-кле, фруктах и ягодах, белка в зерне), повышают морозостойкость и засухоустойчивость растений, а также их стойкость к заболеваниям. При интенсивном земледелии почва истощается, т. е. в ней резко снижается содержание усваиваемых растениями минеральных веществ, в первую очередь растворимых в воде и почвенных кислотах соединений азота, фосфора и калия. Истощение почвы снижает урожайность и качество сельскохозяйственных культур. Уменьшение содержания питательных веществ в почве необходимо постоянно компенсировать внесением удобрений. Ввиду огромных масштабов потребления минеральные удобрения— наиболее крупнотоннажный вид химической продукции, годовое количество которой составляет десятки миллионов тонн. [c.143]

Действительно, общий цикл обмена веществом и энергией для живых организмов можно упрощенно представить как инициирующее этот цикл образование сложных молекул типа углеводов из СО2 и воды в ходе фотосинтеза растений с последующей деградацией продуктов фотосинтеза вновь до СО2 и воды в процессах дыхания в рассматриваемом организме. При этом уменьшение энтропии происходит только в момент электронного возбуждения молекулы хлорофилла за счет поглощения фотосинтезирующими организмами носителей чистой свободной энергии — квантов солнечного света, в результате чего становится возможным протекание первичных фотосинтетических реакций образования энергоемких веществ. Все происходящие далее биохимические процессы носят необратимый характер и идут только с увеличением [c.297]

Вода расщепляется на элементы, что создает источник атомов водорода для восстановления СО2 в глюкозу, а нежелательный газообразный кислород выделяется в атмосферу. Энергия, необходимая для осуществления этого в высшей степени несамопроизвольного процесса, обеспечивается солнечным светом. В наиболее древних формах бактериального фотосинтеза в качестве источника восстановительного водорода использовались не вода, а сероводород, Н28, органические вещества или сам газообразный водород, но легкая доступность воды сделала этот источник наиболее удобным, и в настоящее время он используется всеми водорослями и зелеными растениями. Простейшими организмами, в которых осуществляется фотосинтез с высвобождением О2, являются сине-зеленые водоросли. Их правильнее называть современным названием цианобактерии, поскольку это в самом деле бактерии, научившиеся добывать собственную пищу из СО2, Н2О и солнечного света. [c.335]

Крахмал, макромолекула которого состоит из звеньев глюкозы, представляет собой не индивидуальное вещество, а смесь полисахаридов, отличающихся не только размером макромолекул, но и строением. Крахмал является одним из важнейших продуктов фотосинтеза, образующихся в зеленых частях растений, и составляет основную часть питательного вещества хлеба, картофеля и различных круп. В воде при определенной температуре крахмал набухает и клейсте-ризуется, образуя внешне однородную густую жидкость — крахмальный клейстер, который широко применяют в технике в качестве клея, для шлихтования и отделки тканей, для проклеивания бумаги и т, д. Путем гидролиза из крахмала получают декстрин, патоку и глюкозу, [c.418]

Подкормку растений углекислым газом весьма часто осуществляют в оранжереях, так как СО2 — исходный материал в процессе фотосинтеза, т. е. в процессе образования в растениях крахмала и целлюлозы при взаимодействии СО2 с водой под воздействием химически активной радиации. Для нормального роста растений содержание в атмосфере СО2 должно составлять не менее 0,2 %. В действительности доля СО2 не превышает 0,03 %, поэтому желательно обогащение воздушной среды углекислым газом. [c.346]

Одна из важнейших проблем при очистке промышленных стоков— их обесцвечивание. Цветность воды уменьшает проницаемость солнечных лучей, снижает эффективность фотосинтеза растений и содержание растворенного кислорода в воде, придает воде специфический запах и увеличивает расход хлора на ее обработку. [c.308]

Фотосинтез в зеленых растениях. При процессе ассимиляции или фотосинтеза в зеленых растениях СО2 и вода превращаются в углеводы и молекулярный кислород, причем необходимую для этих процессов энергию дает свет [c.982]

В растениях углеводы образуются из двуокиси углерода и воды в процессе фотосинтеза [c.240]

Фотосинтезирующие организмы. Самый примитивный тип фотосинтеза осуществляют солелюбивые галобактерии, живущие в средах с высоким (до 30 %) содержанием хлорида натрия. Простейшими организмами, способными осуществлять фотосинтез, являются также пурпурные и зеленые серобактерии, а также несерные пурпурные бактерии. Фотосинтетический аппарат у этих организмов устроен гораздо проще (состоит из одной фотосистемы), чем у растений кроме того, они не выделяют кислород, так как в качестве источника электронов используют соединения серы, а не воду. Фотосинтез такого типа получил название бактериального. Однако существуют цианобактерии (прокариоты, способные к фотоокислению воды и вьщелению кислорода), обладающие более сложной организацией фотосинтетического аппарата — двумя сопряженно работающими фотосистемами. У растений реакции фотосинтеза осуществляются в специализированных органеллах клетки — хлоропластах. У всех растений (от водорослей и мхов до современных голосеменных и покрытосеменных) прослеживается много общих черт в структурно-функциональной организации фотосинтетического аппарата. [c.418]

В грунтовых водах фотосинтез невозможен, поэтому содержание растворенного кислорода в них уменьшается по мере просачивания вод сквозь почвенные слои и пребывания в подпочвенных горизонтах. [c.95]

Вода насыщается кислородом в основном из воздуха. Наиболее интенсивно она насыщается на реках с быстрым течением и в водоемах при сильных ветровых волнениях. Этому способствует жизнедеятельность высших водных растений, насыщающих воду кислородом в результате фотохимических процессов фотолиза воды (фотосинтеза) под влиянием солнечной радиации. [c.266]

Фото синтетическое выделение кислорода происходит при поглощении диоксида углерода водной растительностью (прикрепленными, плавающими растениями и фитопланктоном). Процесс фотосинтеза протекает тем интенсивнее, чем выше температура воды, больше биогенных (питательных) веществ (соединений фосфора, азота и др.) в воде. Фотосинтез возможен только при наличии солнечного освещения, поскольку в нем наряду с химическими веществами участвуют фотоны света (фотосинтез происходит даже в несолнечную погоду и прекращается в ночное время). Производство и выделение кислорода происходит в поверхностном слое водоема, глубина которого зависит от прозрачности воды (для каждого водоема и сезона может быть различной - от нескольких сантиметров до нескольких десятков метров). [c.47]

Для жизни растений непрерывно требуется диоксид углерода - побочный продукт дыхания животных. С помощью фотосинтеза в зеленых растениях диоксид углерода соединяется с водой, образуя в результате глюкозу и газообразный кислород (этот вопрос обсуждался в гл. IV). Таким образом, фотосинтез и дыхание уравновешивают друг друга - и концентрация кислорода в атмосфере остается постоянной (рис. VI.2), [c.372]

Фотосинтез Природный процесс, в котором зеленые растения и водоросли образуют углеводы из диоксида углерода м воды под действием света [c.549]

Рис. 6. Корреляция между концентрациями нитрата, фосфора и кислорода, растворенных в эвтрофических озерах. Данные о. Констанца (а) 24] 03. Цюрих (б) [5] во время летнего застоя и оз. Норрвикен(в) 5] во время зимнего застоя. Представлены результаты исследования проб, отобранных на различных глубинах в разное время для корреляции с растворенным кислородом были рассмотрены только данные из гиполимниона. Р и N удалялись из воды (фотосинтез в эпилим-нионе) и выделялись (дыхание в гиполимнионе) в воду в постоянном соотношении. Следовательно, различие в [Р] и [N] является результатом нарушения равновесия между фотосинтезом и дыханием. Когда почти весь [Р] удаляется, вода еще содержит значительное количество [N1 следовательно, в этих озерах Р — главный фактор, регулирующий продуктивность.

Важнейшими фотохимическими реакциями такого рода являются, несомненно, реакции фотосинтеза, протекающие в растениях . К. А. Тимирязев, в результате тщательного изучения этого явления, с несомненностью установил, что синтез углеводов из углекислого газа и воды осуществляется растениями за счет энергии солнечного света, поглощаемого ими, и что к этому процессу полностью применим закон сохранения энергии. Работы К. А. Тимирязева нанесли решительный удар идеалистическим теориям, по которым такой синтез происходит под действием особой жизненной силы . [c.501]

Важнейшим процессом этого типа является идущий в зеленых растениях процесс фотосинтеза — синтеза из углекислого газа и воды различных органических соединений, например глюкозы [c.242]

Химические реакции, протекающие под воздействием света, называются фотохимическими, а сам раздел физической химии, занимающийся их изучением, получил название фотохимии. Примеров фотохимических реакций можно привести очень много. Так, смесь газов водорода и фтора на свету взрывается, аммиак разлагается на водород и азот, бромид серебра разлагается с выделением металлического серебра, что широко используется в фотографии, процесс отбелки тканей кислородсодержащими соединениями хлора также протекает под воздействием света и т. д. К числу фотохимических процессов относятся и реакции фотосинтеза, в результате которых в зеленых растениях из оксида углерода (IV) и воды образуются различные органические соединения, главным образом углеводы. [c.172]

Химические реакции тесно связаны с такими физическими процессами, как электрические явления, теплопередача, поглощение или излучение электромагнитных колебаний. Например, химические реакции, протекающие в гальванических элементах и аккумуляторах, являются причиной возникновения электрического тока. Многие химические реакции сопровождаются выделением или поглощением энергии в виде теплоты, а возникновение других реакций обусловлено действием света. Так, поглощение солнечного света зелеными растениями вызывает сложные реакции фотосинтеза, в результате которых из двуокиси углерода и воды образуются различные органические соединения. Таким образом, физическая химия решает наиболее общие вопросы химии, опираясь на физические законы и методы исследования. [c.5]

Вода вызывает набухание коллоидов, она связывается с белком и другими органическими соединениями, а также с ионами, входящими в состав клеток и тканей. Вместе с углекислым газом вода в процессе фотосинтеза вовлекается в образование органических веществ и, таким образом, служит материалом для создания живой материи на Земле. [c.46]

Важнейшим способом превращения солнечной энергии в формы, доступные для использования живыми организмами, является фотосинтез. В ходе фотосинтеза в листьях растений диоксид углерода (углекислота) и вода превращаются в углевод глюкозу, одну из разновидностей сахаров (см. разд. 25.4) этот процесс сопровождается выделением кислорода [c.442]

То, что выделяемый в процессе фотосинтеза кислород принадлежит воде, а не двуокиси углерода, было доказано А. П. Виноградовым (1946) с помощью метода меченых атомов. Так, при использовании воды Нг О весь ее кислород О был найден после осуществления фотосинтеза в свободном молекулярном кислороде, а при работе с Ог и Нг О выделяется свободный кислород Ю, тогда как кислород 0 входил в состав органических соединений. Установление этого факта имело существенное значение для теории фотосинтеза, так как ранее многие ученые считали, что молекулярный кислород образуется путем светового разложения нли фотолиза СО2. [c.178]

Все высшие формы жизни в океане неразрывно связаны с фитопланктоном, который является первым звеном в цепи питания. Так, запасы рыбы очень тесно связаны с условиями, определяющими скорость фотосинтеза. В некоторых зонах океана, где происходят сезонные вертикальные выносы нижних слоев воды, богатых питательными веществами, скорость фотосинтеза может стать очень высокой. В качестве примера приведем Большую Банку в Северной Атлантике, у берегов Ньюфаундленда, где находятся наиболее богатые рыбой области мирового океана. Изобилие рыбы в этих местах обусловлено вертикальным выносом глубинной воды, богатой питательными веществами. [c.149]

Решающее влияние на эволюцию всех сфер Земли, прежде ьсего на биосферу, оказали зарождение и последующее интенсивное развитие фотосинтеза зеленых растений, затем возникновение живых организмов. Развитие фотосинтеза приводило к выделению больших количеств свободного кислорода в гидросфере, затем в с1Тмосфере и накоплению массы живого вещества сначала в океане, потом и на суше. Поглощаемый фотосинтезом углекислый газ постепенно убывал в атмосфере Земли. Аммиак и метан практически полностью исчезли из атмосферы в результате окисления. Земная атмосфера приобретала качественно новый, близкий к современному азотно-кислородный состав с небольшим количеством углекислого газа. Подобные процессы с изменением химического состава происходили как в морской воде, так и горных породах Земли. И морской воде в результате ускорения окислительных процессов кислоты превратились в соли металлов (хлориды, сульфаты натрия, 1 алия, кальция и т.д.). С изменением pH морской воды менялись [c.42]

Все многообразие форм жизни в морской воде зависит от фотосинтеза в ней фитопланктона, являющегося основой цепи питания. Зона фотосинтеза находится вблизи поверхности воды, куда проникают солнечные лучи. Важнейшими ингредиентами, необходимыми для фотосинтеза, являются [c.165]

Зона фотосинтеза (разд. 17.1)-верхний слой океанической воды толщиной до 150 м, в котором происходит рост фито- [c.167]

Фотосинтез (разд. 25.1)-процесс, протекающий в листьях растений, при котором лучистая энергия используется для превращения СО 2 и воды в углеводы и кислород. [c.466]

Известно, что в процессе фотосинтеза флора поверхностных слоев воды использует углерод из СО2 и выделяет в окружающую среду кислород. Поэтому свет оказывает большое влияние на окислительные процессы. [c.285]

Фотосинтетический транспорт электронов у анаэробных фототрофных бактерий во многих отношениях отличается от только что описанного. В аноксигенном фотосинтезе участвует только одна световая реакция она поддерживает циклический транспорт электронов. Электроны, покидающие цикл для восстановления NAD, не являются продуктом разложения воды, Фотосинтез зависит от наличия в среде восстановленных субстратов и не сопровождается выделением Oj. Собственно фотореакция хотя и аналогична первой фотореакции у зеленых растений, однако у некоторых бактерий она приводит, вероятно, лишь к созданию протонного потенциала и тем самым к запасанию энергии (АТР), но не к восстановлению NAD. Таким образом, нециклический перенос электронов (от донора электронов к пиридиннуклеотиду) здесь отсутствует. По-видимому, NADHj образуется в результате какой-то темновой реакции в ходе обратного транспорта электронов, протекающего с затратой энергии. [c.390]

Экофизиология водорослей пока выходит за пределы микробиологии и служит предметом работы альгологов и физиологов растений. Для субаэральных условий прямое определение суммарной деятельности оксигенных организмов затруднено высокой концентрацией О2 в воздухе. В субаквальных условиях растворимость О2 низка и составляет при 20 °С 8 мг/л, т.е. 0,25 мМ, что обеспечивает быстрый отток газа от продуцента. В воде фотосинтез удобнее всего определять по продукции О2 либо химически по Винклеру, как был получен основной массив данных, либо электрохимически. Для этого сравнивается содержание О2 в освещенной и затемненной склянках за определенное время. [c.120]

Процессы самоочищения воды протекают й результате ее насыщения кислородом. Под влиянием растворенного кислорода происходят окисление органических веществ и выпадение, их на дио водоемов в виде минерального осадка. Наиболее интенсивно вода насыщается кислородом из воздуха на реках с быстрым течением и в водоемах при сильных ветровых волнениях. Этому способствует лсизнедеятельность высших водных растений, насыщающих воду кислородом в результате фотохимических процессов фотолиза воды (фотосинтеза) под влиянием солнечной радиации. Наряду с этим качество воды улучшают водные растения за счет поглощения ряда растворенных и дисперсных веществ. [c.197]

Образование нефти непосредственно из СО и Н О, из которых состояла материнская атмосфера Земли, термодинамически без (фотосинтеза невозможно (термодинамический аргумент). Теоре — ически более вероятна возможность образования нефти в земных лубинах взаимодействием воды с карбидами металлов. Единствен — 1юе, но не убедительное доказательство этому, являющееся козыр — [c.54]

Кроме того, газообразный кислород смешивается с водой в результате аэрации, которая происходит, если вода падает с плотин, перетекает через валуны и другие препятствия, образуя в результате водо-воздушную пену . Газообразный кислород попадает в природные водоемы в результате фотосинтеза - процесса, при котором зеленые растения у океанский планктон синтезируют углеводы из диоксида углерода и воды пря н.шичии солнечного света. В дневные часы водные зеленые растения постоянно синтезируют сахара. При этом также получается газообразный кислород, который выделяется из водных растений в окружающую воду. Суммарное химическое уравнение, описывающее образование глюкозы ((Ь5Н1205) и кислорода при фотосинтезе, может быть представлено следующим образом [c.58]

Биологический фактор (обрастание подводной части конструкции различными морскими растительными и животными организмами мшанками, балянусами, диатомеями, кораллами) значительно ускоряет коррозию металлов в морской воде, вызывая разрушение защитных покрытий (что наблюдается в присутствии ба-лянусов), неравномерную аэрацию и щелевую коррозию. Кроме того, некоторые организмы (например, диатомеи) в результате фотосинтеза выделяют кислород, что ускоряет коррозию, так как [c.400]

То же относится и к химическим процессам. Взаимодействие водорода и кислорода с образованием воды может происходить самопроизвольно, и осуществление этой реакции дает возможность получать соответствующее количессво работы. Но, затрачивая работу, можно осуществить и обратную реакцию — разложения воды на водород и кислород, — например, путем электролиза. И другие химические реакции, которые по своим термодинамическим параметрам не могут в данных условиях совершаться самопроизвольно, можно проводить, затрачивая работу извне. Большей частью это осуществляют или путем электролиза, или при электрическом разряде в газах, или действием света, или же путем повышения давления (причем одновременно изменяются и условия проведения реакции). Из хорошо известных процессов такого рода можно назвать фотосинтез в растениях, получение натрия и хлора путем электролиза расплавленного хлористого натрия, получение металлического алюминия из бокситов путем электролиза, синтез аммиака при высоком давлении и др. [c.209]

Полисахариды (полимерные углеводы) представляЕот собой соединения, состоящие из многих сотен нли даже тысяч моносаха-ридных звеньев. Их состав отвечает общей формуле (СеНюОз) . Наиболее важными среди полисахаридов являются целлюлоза и крахмал. Оба эти вещества образуются в растениях из диоксида углерода и воды в результате фотосинтеза. Целлюлоза — основной строительный материал растений, крахмал служит запасным пищевым фондом растений и находится в основном в семенах (кукуруза, картофель, рис, пшеница и др.). Углеводы служат источником питания человека. В организме человека и животных они превращаются в жиры и белки. Целлюлоза в виде хлопка и вискозы применяется для изготовления одежды и бумаги. [c.307]

Важнейшим процессом этого тина является идущий в зеленых растениях ироцесс фотосинтеза — синтеза из двуокиси углерода и воды разлнчтн х органических соединений, наиример глюкозы [c.254]

В ТОМ, ЧТО ЭТОТ процесс обеспечивает наш мир кислородом и энергией та часть ее, которая превышает расход энергии на фотолиз воды (то есть на выделение кислорода), аккумулируется в результате ряда реакций, начинающихся с восстановления СО2, в виде энергии связей С — Н, С — С, С —О и др. Таким аппаратом в растениях служит хлоропласт, построенный из квантосом — макромолекул, размером 100X200 А, молекулярная масса которых достигает почти 1 000 000 (рис. 46). Интересно, что квантосомы, извлеченные из хлоропласта, не полностью лишены фотохимической активности — они выделяют кислород из воды, но не производят фотосинтеза. [c.137]

В зеленом листе растения под воздействием солнечной радиации протекает целый комплекс фотохимических процессов, в результате которых из воды, углекислого газа и минеральных солей образуются крахмал, клетчатка, белки, жиры и другие сложные органические вещества. Процесс фотосинтеза о гень сложен. Он осуществляется при непосредственном участии важнейшего природного фотокатализатора — хлорофилла и сопровождается целым циклом химических превращений, не зависящих от солнечной радиации. В этих превращениях участвует большое число разнообразных биокатализаторов— ферментов. Суммарное уравнение фотосинтеза обычно выражают в виде реакции превращения двуокиси углерода и воды в гексозу [c.176]

На состав морской поды важное влияние оказывают существующие в ней растения и ивотные. Простейшим звеном в цепи питания является фитопланктон-мельчайшие растения, в которых СО2, вода и другие питательные вещества в результате фотосинтеза превращаются в растительное органическое вещество. Анализ состава фитопланктона показывает, что углерод, азот и фосфор присутствуют в нем в атомном отношении 108 16 1 (см. рис. 17.2). Таким образом, в расчете на один атом фосфора (обычно присутствующий в виде гидрофосфат-иона НРО ") и 16 атомов азота (обычно в виде нитрат-иона) требуется 108 молекул Oj. Благодаря своей большой растворимости в морской воде СО2 всегда находится в ней в избытке. Поэтому концентрация азота или фосфора оказывает лимитирующее влияние на скорость образования органического вещества в процессе фотосинтеза. [c.147]

Фотосинтез происходит вблизи поверхности, в зоне фотосинтеза, куда достаточно интенсивно проникают солнечные лучи. В результате фотосинтеза в верхнем слое морской воды глубиной приблизительно 150 м концентрации фосфат- и нитрат-ионов оказываются пониженными. В бо.г1ее глубоких слоях уровень концентраций этих ионов восстанавливается вследствие разложения мертвых растений и животных. [c.148]

Фитопланктон (разд. 17.1)-микроскопи-ческие растения, обитающие в морской воде вблизи поверхности. В процессе фотосинтеза они поглощают Oj и подходящие формы азота и фосфора, образуя из них растительное вещество. Фитопланктон является первым звеном в цепи питания для всех форм жизни в океане. [c.167]