Фотосинтез происхождение

Вся используемая нами энергия — солнечного происхождения. Путем фотосинтеза энергия излучения Солнца запасается в виде химической энергии веществ в растениях. Животные питаются этими растениями и сохраняют энергию в виде биологических молекул - молекул живых систем. [c.195]

Каковы две метаболические стадии фотосинтеза Какая из них, предположительно, имеет более раннее происхождение и на чем основано такое предположение [c.344]

Окончательный успех в деле превращения одних элементов в другие был достигнут физиками, а не химиками тигель алхимика уступил дорогу ядерному реактору. Сначала ученые обратили внимание на огромную энергию, высвобождаемую при ядерных реакциях. Тот факт, что уран превращается при этом в барий и другие легкие элементы, первое время не вызывал столь большого интереса. Но химики быстро осознали, что радиоактивные изотопы обычных элементов представляют собой огромную ценность. Радиоактивный атом может играть роль своеобразной метки, его достаточно ввести в какое-то вещество, принимающее участие в реакции, чтобы при последующем наблюдении за ним раскрыть сложную последовательность всех ее стадий. Например, благодаря исследованиям при помощи меченного радиоактивным изотопом углерода удалось разобраться в механизме реакций фотосинтеза, и трудно представить себе, как бы это оказалось возможным сделать обычными методами. Радиоактивные и устойчивые изотопы позволяют решать химические проблемы, недоступные другим методам. Радиоактивные изотопы дают также возможность точной датировки событий далекого прошлого, представляющих исторический или геологический интерес. С их помощью установлен сравнительный возраст Земли и Луны, что привело к ниспровержению некоторых прежних теорий относительно происхождения Луны. [c.405]

Кислород, содержащийся в атмосфере Земли, имеет биогенное происхождение, т. е. также является продуктом фотосинтеза зеленых растений. Расчет показывает, что растениями ежегодно возвращается в атмосферу около 4,7-10 т газообразного кислорода. [c.176]

Фотохимические процессы имеют огромное значение для жизни на Земле. Энергия Солнца утилизируется в процессе фотосинтеза, при этом из атмосферного углекислого газа образуются углеводы и освобождается кислород. Светоиндуцированные химические изменения, происходящие в атмосферных газах и распыленных частицах, также дают вклад в химический состав атмосферы, делая ее пригодной для существования жизни на Земле. В самом деле, образование из простейших элементов сложных биоорганических соединений — кирпичиков жизни, а затем и возникновение самой жизни тесно связаны с фотохимическими процессами. Важнейший для жизнедеятельности человека и многих других существ процесс — зрение — также имеет фотохимическое происхождение. Таким образом, природа использует свет для осуществления весьма важных химических процессов. Человек использует свет в различных областях от создания новых сложных органических соединений и различных систем передачи изображения (фотографии) до накопления солнечной энергии. [c.7]

Таким образом, почва состоит из минеральной и органической (гумуса) частей. Минеральная часть составляет от 90 до 99 % и более от всей массы почвы. В ее состав входят почти все элементы периодической системы Д. И. Менделеева. Однако основными составляющими минеральной части почв являются связанные в соединения кислород, кремний, алюминий и железо. Эти четыре элемента занимают около 93 % массы минеральной части. Гумус является основным источником питательных веществ для растений. Благодаря жизнедеятельности населяющих почву микроорганизмов происходит минерализация органического вещества с освобождением в доступной для растений форме азота, фосфора, серы и других необходимых для растений химических элементов. Органическое вещество оказывает большое влияние на формирование почв и изменение ее свойств. При разложении органических веществ почвы выделяется углекислый газ, который пополняет приземную часть атмосферы и ассимилируется растениями в процессе фотосинтеза. Однако какой-бы богатой питательными веществами ни была почва, рано или поздно она начинает истощаться. Поэтому для поддержания плодородия в нее необходимо вносить питательные вещества (удобрения) органического или минерального происхождения. Кроме того, что удобрения поставляют растениям питательные вещества, они улучшают физические, физико-механические, химические и биологические свойства почв. Органические удобрения в значительной степени улучшают водно-воздушные и тепловые свойства почв. Способность почвы поглощать пары воды и газообразные вещества из внешней среды является важной характеристикой. Благодаря ей почва задерживает влагу, а также аммиак, образую- [c.115]

Фракционирование изотопов углерода происходит в процессе его геохимического круговорота (рис. 43). За начало этого круговорота можно принять выделение СОа из мантийных глубин во время вулканических процессов, а также при термическом разложении известняков и доломитов в условиях метаморфизма. Затем СОа распределяется между атмосферой и гидросферой. В морской воде СОа связывается с Са и Mg, образуя известняки преимущественно биогенного происхождения. Другая часть СОа атмосферы и гидросферы поглощается зелеными растениями в процессе фотосинтеза. Фотосинтез приводит к образованию органического вещества. Часть биомассы после гибели растений окисляется с образованием СОа, другая часть захороняется в условиях восстановительной среды> На всех этапах геохимического цикла происходит разделение изотопов углерода. [c.390]

В предыдущей главе был рассмотрен ряд групп прокариот, относящихся к эубактериям, получающих энергию в реакциях субстратного фосфорилирования и не зависящих от молекулярного кислорода. Их предки появились на Земле, когда в ее атмосфере отсутствовал Оз. Единственным источником свободной энергии, доступным первобытным организмам, была химическая энергия органических молекул, возникших в основном абиогенным путем. Увеличение численности популяций приводило к возрастанию использования органических молекул в окружающей среде, которое на определенном этапе стало превышать их накопление. В результате органические вещества постепенно исчерпывались из среды. Создавалась критическая ситуация, вызываемая нехваткой соединений, которые могли бы служить источником свободной энергии для организмов. Перед ними возникла проблема поиска новых источников углеродного питания и свободной энергии. В энергетическом плане необходимо было найти способ получения энергии за счет постоянно действующего источника. Такой источник энергии представляет собой солнечная радиация. Глобальное значение развившейся способности использовать световую энергию в том, что фотосинтез — единственный процесс, приводящий к увеличению свободной энергии на нашей планете. Таким образом, фотосинтез обязан своим происхождением экологическому кризису, возникшему в результате исчерпания на определенном этапе развития жизни органических ресурсов планеты. [c.262]

Общепринято представление о том, что молекулярный кислород атмосферы имеет биогенное происхождение, и его появление непосредственно связано с формированием нового типа фотосинтеза, при котором в качестве донора электронов используется вода. В условиях первобытной Земли до возникновения выделяющих кислород фотосинтезирующих эубактерий единственным источником свободного кислорода была реакция фотолиза паров воды в атмосфере, происходящая под действием коротковолнового ультрафиолета. Однако количество фотолитического кислорода было ничтожным. Образующийся кислород использовался для окисления газов первобытной атмосферы и восстановленных минералов, входящих в состав земной коры. [c.326]

Наиболее остро стоит проблема защиты процесса азотфиксации от О2 в группе цианобактерий. У всех цианобактерий нитрогеназа чувствительна к О2, имеющему внеклеточное и внутриклеточное происхождение. В соответствии с этим у них можно выделить приспособления, направленные на защиту от экзогенного кислорода, и те, которые предназначены для нейтрализации О2, образующегося внутри клетки в процессе фотосинтеза. [c.343]

Вопрос о происхождении бесхлорофилльного фотосинтеза, обнаруженного у экстремально галофильных архебактерий, не ясен. Большинство исследователей считают, что этот тип фотосинтеза — сформированное в кислородную эпоху приспособление к существованию в условиях недостатка О2. В то же время нельзя полностью исключить возможность сохранения древней формы фотосинтеза, основанного на светозависимых превращениях каротиноидных пигментов. [c.423]

Источником получения разнообразных синтетических продуктов являются естественные запасы реакционноспособного углерода, содержащиеся в горючих веществах органического происхождения. Основная их масса накопилась в земной коре за прошедшие геологические эпохи в результате жизнедеятельности существовавших тогда растений и организмов, базировавшейся на процессах фотосинтеза органических соединений под воздействием солнечных лучей. В настоящее время запасы горючих веществ являются для человечества кладовой углерода и солнечной энергии, и эти богатства следует расходовать умно и бережливо. [c.10]

Животные организмы не способны синтезировать сахара и получают их с различными пищевыми продуктами растительного происхождения. В растениях углеводы образуются из оксида углерода(1У) и воды в процессе сложной реакции фотосинтеза, осуществляемого за счет солнечной энергии с участием зеленого пигмента растений — хлорофилла [c.453]

Обычно встречающиеся виды природных вод, кроме небольшого количества свободной СО2 атмосферного происхождения, содержат в основном только бикарбонат-ионы, находящиеся в равновесии с эквивалентным количеством ионов кальция и магния. Содержание свободной СО2 значительно колеблется под влиянием среды. Оно убывает вследствие интенсивно протекающего фотосинтеза и возрастает за счет биохимического разложения органических веществ, а избыточные количества исчезают при соприкосновении воды с атмосферой. В глубинных и минеральных водах концентрации свободной и гидрокарбонатной СО2 достигают исключительно высоких значений, причем в этих водах встречаются также и углекислые соли щелочных металлов. В загрязненных сточных водах равновесие форм СО2 обычно не соблюдается. В некоторых видах этих вод карбонаты, гидрокарбонаты и растворенная СО2 присутствуют в значительных количествах, как загрязняющие вещества. [c.163]

Одним из методов синтеза меченых соединений является биосинтез. Биосинтез широко используется при введении метки в сложные органические вещества природного происхождения (белки, углеводы и т. п.). Простейшим примером является получение меченой глюкозы и других углеводов в процессе фотосинтеза. Освещенные зеленые листья живого растения по мещают в атмосферу меченной по углероду (С) углекислоты. Затем сахар экстрагируют из растений и очищают, используя обычные химические и биохимические процедуры. [c.176]

Крахмал является одним из важнейших продуктов фотосинтеза, образующимся в зеленых частях растений в виде так называемых первичных зерен. Крахмал в зеленых частях растения расщепляется на моносахариды или их фосфорнокислые эфиры и переносится в другие части растений, например в клубни картофеля или зерна злаков. Здесь происходит отложение крахмала в виде зерен. Крахмальные зерна различных растений имеют неодинаковую величину, форму и строение, так что по виду крахмальных зерен можно определить их происхождение. Наиболее высоко содержание крахмала в зернах риса (62—82%), кукурузы (65—72%), пшеницы (57—75%) и клубнях картофеля (12—24%), из которых обычно и получают крах- мал в производственной практике. [c.701]

Углеводы являются главными продуктами фотосинтеза и основным дыхательным материалом. У многих сельскохозяйственных растений углеводы в большом количестве накапливаются в корнях, клубнях и семенах и используются затем в качестве запасных веществ стенки клеток растений и растительные волокна состоят главным образом из углеводов в плодах и ягодах также преобладают углеводы. Крахмал, клетчатка, сахара, пектиновые вещества и другие, широко распространенные соединения растительного происхождения относятся к углеводам. Различные углеводы — главные продукты питания населения и основная часть кормов сельскохозяйственных животных. Углеводы также находят широкое техническое применение. [c.100]

Крахмал является одним из важнейших продуктов фотосинтеза, образующимся в зеленых частях растений в виде так называемых первичных зерен. Крахмал в зеленых частях растения расщепляется на моносахариды или их фосфорнокислые эфиры и переносится в другие части растений, например в клубни картофеля или зерна злаков. Здесь происходит отложение крахмала в виде зерен. Крахмальные зерна различных растений имеют неодинаковую величину, форму и строение, так что по виду крахмальных зерен можно определить их происхождение. [c.608]

Работами А. П. Виноградова показано водное происхождение выделяющегося при фотосинтезе кислорода, и это внесло коренные изменения в представление о механизме фотосинтеза. [c.13]

В этой разновидности фотосинтеза (которую Гаффрон называет фоторедукцией ) световая энергия используется главным образом для временной активации, а не для постоянного превращения в химическую энергию. Энергия органического вещества, образуемого пурпурными бактериями, лишь в незначительной части является преобразованной световой энергией большая же ее часть, если не вся, представляет собой химическую энергию, перенесенную с одного неустойчивого химического соединения к другому. Существование этих бактерий возможно лишь потому, что Земля до сих пор еще не пришла к полному химическому равновесию и высокие химические потенциалы еще встречаются в разных местах (особенно в вулканических районах). Понятно, эти своеобразные формы автотрофной жизни (мы буде м говорить о них подробнее в главе V) могли играть большую роль в ранние геологические эпохи, когда химическая активность на поверхности Земли была более бурной и напряженной. Поэтому они представляют значительный интерес при рассмотрении проблемы о происхождении и развитии жизни на нашей планете. Для современного цикла живого вещества на Земле эти процессы не имеют значения. Только фотосинтез зеленых растений препятствует исчезновению жизни с лица Земли. [c.18]

Таблица энергии связей (см. табл. 30) показывает, что эндотермический характер фотосинтеза имеет двоякое происхождение. Во-первых, связь С—Н на 12 ккал менее устойчива, чем связь О—Н, так что водородные атомы переносятся при фотосинтезе от более прочной к более слабой связи. Во-вторых, двойная связь С==0 в углекислом газе ( открывающаяся при фотосинтезе) устойчивее на 72 пкал, чем двойная связь 0=0, образующаяся в этом про-, [c.54]

Вопрос об эволюции фотосинтеза разбирается в работах ряда советских исследователей В. Н, Любименко, Фотосинтез и хемосинтез в растительном мире, Сельхозгиз, 1935 А, И. Опарин, Возникновение жизни на Земле, Изд. АН СССР, 1941 Д. М. Сапожников, Эволюция фотосинтеза, Советская ботаника, 6/7, 1939. В работе А. И. Опарина подробно освещен также вопрос о первичном происхождении на Земле органического вещества. (Прим. ред.) [c.130]

Полагают, что иребиотическая, или примитивная, атмосфера Земли в период происхождения жизни обладала сильно восстановительными свойствами кислород в атмосфере отсутствовал. Свободный кислород появился много позднее, в основном как продукт фотосинтеза, проводимого зелеными растениями [42], Эта восстанавливаюи1ая атмосфера содержала такие газы, как СН , МНз, N2, СО, СО2, Н2 и водяные пары. Сейчас существует много доказательств того, что реакции между этими молекулами и неорганическими компонентами протекали под воздействием энергии ультрафиолетовых лучей, электрических разрядов, тепловой, радиации, а также других форм энергии, таких, как ударные волны. [c.181]

Один из возможных способов увеличения фотосинтеза и, следовательно, продуктивности растений состоит в клонировании хлоро-пластных генов в клетках бактерий и их переносе в растения. Известно, что хлоропласты и прокариотические клетки сходны по ряду признаков. На основании этого возникла симбиотическая гипотеза происхождения хлоропластов, впервые выдвинутая А. С. Фамин-циньпл (1886). Согласно этой гипотезе, клетки прокариот и хлоропласты сходны. В них присутствуют кольцевые ДНК, 708-рибо-сомы синтез белков начинается с одной и той же аминокислоты — N-формилметионина, а синтез белка подавляется хлорамфенико-лом, а не циклогексимидом, как у эукариот. Позже было показано, что ДНК-зависимая РНК-полимераза Е. соН связывается с определенными участками ДНК хлоропластов шпината. [c.150]

Современная атмосфера Земли содержит большое количество кислорода. Этого нет ни на какой другой планете Солнечной системы. Кислород мог возникнуть в результате фотодиссоциации воды под действием коротковолнового ультрафиолетового излучения Солнца и в результате фотосинтеза. Бютнер (1961) показала, что фотодиссоциация должна была дать ощутимые количества кислорода. Однако первичный атмосферный кислород расходовался на окисление металлов. Принято считать, что атмосферный кислород Имеет в основном биогенное, фотосннтети-ческое происхождение. Точный баланс, однако, пока не подсчитан. [c.535]

Весьма важную роль в регулировании коррозионной стойкости морских судов играет биологический фактор обрастание днищ и бортов кораблей различными микроорганизмами растительного и животного происхождения — кораллами, диатомеями, мшанками и т. д. Появление некоторых из них, например болянусов, разрушает защитные покрытия, приводит к неравномерной аэрации корродирующей поверхности и возникновению щелевой коррозии. Некоторые микроорганизмы (например, диатомеи) в процессе фотосинтеза выделяют кислород, что ускоряет и облегчает процесс коррозии. Однако в ряде случаев наличие на новерхности металла биологических организмов может тормозить коррозионный процесс. Так, обрастание стали мидиями снижает скорость коррозии, что связано со значительным потреблением кислорода этими моллюсками и, как следствие, снижением его концентрации у поверхности корродирующего металла. [c.61]

По целому ряду свойств на молекулярном уровне, и прежде всего по анализу 16 — 185 рРНК, выявленные три группы живых организмов значительно различаются между собой, что привело исследователей к выводу о приблизительно одинаковом эволюционном расстоянии между ними. На основании анализа 165 рРНК сделаны также первые попытки выяснить филогенетические взаимоотношения в группе эубактерий. Все изученные эубактерии в соответствии с вычисленными коэффициентами сходства оказались распределенными на 10 эволюционных ветвей. Наиболее неожиданный результат — обнаружение фотосинтезирующих эубактерий в 5 ветвях из 10, позволяющее сделать заключение о большем их родстве с определенными нефотосинтезирующими эубактериями, чем между собой. Это позволяет по-новому подходить к проблеме происхождения разных видов фотосинтеза и фотосинтезирующих эубактерий. [c.163]

Расшифровка происхождения наблюдаемых эффектов может быть дана на основании систематического определения БПК, интенсивности фотосинтеза и деструкции. Эти определения могут приводиться как независимо одно от другого, так и в интегральном варианте, совмещающем в себе обе методики (метод Кнеп-па). [c.246]

В дистиллированной воде, лишенной растворенных солей, в результате растворения СО2 из воздуха значение pH снижается до 5,7, вода становится слабокислой наиболее низкое значение pH (около 2,8) наблюдается, если над водой будет находиться лишь СО2. В отдельных случаях pH природных маломинерализованных (особенно болотных) вод ниже 4 вследствие наличия в них органических кислот в основном гумусового происхождения значения pH низкие и у железистых вод. pH большинства природных вод находится, в пределах 6,5—8,5, что объясняется присутствием в них ионов НСО . Как правило, pH поверхностных вод вследствие меньшего содержания в них СО2 выше, чем pH-подземных вод. pH вод горных озер ниже 6, так как они маломинерализованы и количество ионов НСО7 в них невелико. При летнем интенсивном фотосинтезе, осуществляемом планктоном, в воде открытых водоемов уменьшается и даже исчезает СО2, а pH при этом возрастает до 9 и выше в зимний период при ослаблении фотосинтеза и накоплении СО2 pH воды понижается. Кроме сезонных колебаний pH воды существенные изменения его значения наблюдаются и в течение суток в связи с прекращением [c.174]

Основные научные работы посвящены изучению механизма фотосинтеза. Показал (1941), что первичный процесс фотосинтеза заключается в фотолизе молекулы воды, в результате чего образуются кислород, выделяющийся в атмосферу, и водород, идущий на восстановление двуокиси углерода. Используя радиоактивный изотоп углерод-14 в качестве метки и метод хроматографии на бумаге, установил последовательность фо-тосинтетического цикла (цикла Кэлвина) ассимиляция двуокиси углерода зеленььми растениями — превращение его в органические вещества — последующее восстановление. Создал (1956) схему полного пути углерода при фотосинтезе, ставшую классической. Предложил модель превращения световой энергии в химическую. Показал, что превращения фосфата пентозы играют большую роль в жизнедеятельности не только растений, но и животных. Изучал вопрос о происхождении и развитии жизни на Земле. [c.279]

Можно представить модельную систему производства водорода, в которой фотосинтез остановлен на стадии разложения воды [528]. Водород при этом выводится из продукта растительного происхождения или водоросли до того, как он будет израсходован на восстановление диоксида углерода. Для такой модельной системы из клеток растений в чистом виде выделяются хлоропласты — оргапеллы, в которых протекает фотосинтез. Предполагается, что в таких модельных системах можно достигнуть КПД на уровне 10 %, пока же такая система может работать с КПД примерно 1 % Источником гидрогеназы являются, например, клетки сине-зеленых водорослей или ряда [c.344]

А — добавленный окислитель, например ионы трехвалентного железа, бензохинон и т. д. НгВ — добавленный восстановитель, например Н23 или На звездочка ( ) показывает происхождение атомов выделенного кислорода в реакции Хилла и в фотосинтезе растений. [c.262]

Для производства электрической и тепловой энергии в лесоперерабатывающей промышленности широко используется биомасса — энергоносители растительного происхождения, образуемые в процессе фотосинтеза. Содержание серы в биомассе составляет менее 0,1 %, зольность — 3-5 % (в угае эти показатели равны 2-3 % и 10-15 % соответственно). Если производство биомассы соизмеримо с ее сжиганием, то содержание уптекислого газа в атмосфере остается неизменным. Наиболее оптимальный способ использования биомассы — ее газификация с последующим срабатыванием в газовых турбинах. [c.35]

Активным сторонником концепции абиогенного происхождения углеводородов является Томас Голд (Гоулд), профессор Корнельского университета в США. Изучая процесс миграции углерода и других элементов с новфхности планет в космос, Т. Голд пришел к выводу, что углерод при образовании планет, вероятнее всего, должен был отложиться в неокисленном виде. Одним из самых стабильных углеродистых газов является метан. Т. Голд убежден, что именно углеводороды внесли свой вклад в земной углерод. Однако большинство геологов полагает, что он появился в виде углекислого газа, а метан образовался позднее, после того как растения поглотили часть углекислоты в процессе фотосинтеза. [c.51]

Велика доля А. биогенного происхождения. Ел<егодно морская биота за счет фотосинтеза продуцирует 12 млн. т А. (Миронов). В результате разложения гидробионтов А поступают в морскую воду кроме того, они синтезируются из липиаов погибших организмов. В Беринговом море на глубинах до 150 м и в мелководной части наблюдается перенасыщение метаном. В воде обнаружен этан, пропан, следовые количества бутана и 2-метилпропана (изобутана). Содержание этана и пропана снижается с глубиной. [c.10]

Гексеновый альдегид имеет формулу СеН О, и его образование при фотосинтезе требовало бы коэффициента 1,33. Помимо этого высокого значения фотосинтетического коэффициента, не подтверждаемого экспериментами, против толкования Мейера говорят два соображения. Во-первых, количество гексенового альдегида, найденного в листьях Куртиусом и Франценом, слишком мало, чтобы объяснить большие объемы ассимиляционных секреций . Во-вторых, даже это маленькое количество, как было в дальнейшем показано, имеет вторичное происхождение и образуется, пови-димому, при отгонке растительного материала с водяным паром (см. главу X). [c.48]

Если квантованный спектр действия, полученный на основании измерений при низкой интенсивности освещения, заметно отличается от спектра поглощения, это может служить определенным указанием на то, что кванты различной длины волны оказывают неодинаковое действие при фотосинтезе. Недавние определения квантового выхода зеленых и окрашенных водорослей в монохроматическом свете, выполненные Эмерсоном и его сотрудниками, Дэттоном и Мэннингом, а также Блинксом, подтвердили наличие такой разницы и этим узаконили все предположения о ее происхождении. Подобные заключения делались и ранее на основании опытов, поставленных в плохо контролируемых условиях, когда применялось освещение в виде широких (изолированных посредством окрашенных стеклянных фильтров) спектральных полос неизвестной интенсивности. Выводы, полученные из экспериментов такого типа (Монфорт), оказывались иногда частично правильными, но сравнение путаных рассуждений Монфорта с сжатыми и ясными выводами Эмерсона и Льюиса, Дэттона и Мэннинга дает наиболее красноречивое свидетельство того, какой прогресс может быть достигнут в физиологии растений благодаря применению более совершенных физико-химических методов исследования. [c.585]

На первый взгляд кажется неожиданным, что многие реакции, служащие для получения энергии живыми системами, являются неорганическими. Конечно, эти реакции следует считать промежуточными, необходимыми для образования биохимических комплексов. Неорганические источники энергии связаны с фотосинтезом лищь косвенно, поскольку они используют свободный кислород, имеющий фотохимическое происхождение. [c.570]

Первичная восстановительная атмосфера Земли добиологиче-ской эпохи была заменена окислительной, кислородной, в результате фотосинтеза биогенное происхождение кислорода в атмосфере доказано. Стабильность содержания кислорода в атмосфере в настоящее время обеспечивается непрерывно идущим фотосинтезом. [c.5]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология