Фотосинтез света

Одноклеточная водоросль может расти в отсутствие фотосинтеза на глюкозе в качестве источника углерода. В этих условиях глюкоза метаболизируется до ацетата, который и используется для биосинтеза клеточных компонентов. Если клетки культивировать в условиях отсутствия фотосинтеза, в качестве единственного источника воды использовать оксид дейте-)ия ( НгО), а в качестве источника углерода — обычную Н]-глюкозу, то распределение Н и в образующихся молекулах каротина и хлорофилла будет строго определенным. Если же культуру перенести в условия, при которых возможен фотосинтез (свет+СОг в качестве источника углерода), то как со временем будет изменяться характер распределения метки в пигментах (Источником воды остается оксид дейтерия.) [c.399]

Из различий в спектрах поглощения зеленых водорослей, цианобактерий, пурпурных бактерий и зеленых бактерий можно заключить, что разные группы фототрофных организмов используют для фотосинтеза свет разных участков спектра. Это связано с условиями освещения в естественных местах обитания разных фототрофных организмов. Найденные различия используют дри получении накопительных культур некоторых фототрофных бактерий (см. рис. 12.13). [c.378]

Аналогичным образом было показано, что свободные радикалы образуются и исчезают в процессе ферментативного окисления. Свободные радикалы были обнаружены методом ЭПР также в процессе фотосинтеза при фиксировании углекислого газа морскими водорослями, причем характер возникающих радикалов зависит от длины волны используемого при фотосинтезе света. [c.366]

Хлоропласты расположены в поверхностных слоях водоросли, обусловливая максимальное воздействие необходимого для фотосинтеза света. [c.52]

В конечном итоге исчерпываются все запасы питательных веществ, и если необходимого для фотосинтеза света так и не появится, то растение погибнет. Однако стоит поместить растение в освещенное помещение, как начнется нормальное развитие всех органов. Биологическое значение этиоляции состоит в том, что она обеспечивает максимальный рост в длину (к свету) с минимальным расходованием органических веществ, которые растение не может получить за счет фотосинтеза. [c.272]

Проведенные Эмерсоном исследования спектров действия и квантового выхода фотосинтеза в разных участках спектра показали, что квантовый выход фотосинтеза у хлореллы падает практически до нуля при возбуждении фотосинтеза светом 700 нм, в то время как полоса поглощения хлорофилла а простирается до 800 нм. Прибавление к дальнему красному свету 700 нм дополнительного коротковолнового (>670 нм) резко повышало квантовые выходы фотосинтеза. При этом интенсивность фотосинтеза, возбуждаемого двумя монохроматическими лучами одновременно, становилась выше, чем сумма интенсивностей фотосинтеза этого же объекта, возбуждаемого каждым из этих лучей отдельно. Основные результаты опытов Эмерсона могут быть сформулированы следующим образом лучи длиной волны > >690 нм хотя и поглощаются хлорофиллом, однако этот свет менее эффективен, чем более коротковолновые участки спектра (до 400 нм). [c.153]

В густом посеве, где СОг используется быстрее, чем ее запас может пополняться в результате диффузии из воздуха над посевом, двуокись углерода, как и свет, может лимитировать фотосинтез (см. рис. 4.5). Ветер ускоряет перемешивание воздуха в посеве со свободной атмосферой и таким образом тоже пополняет количество СОг в посеве (рис. 14.10). Лимитируется ли фотосинтез светом или СОг, зависит от интенсивности света, густоты стояния растений и скорости ветра. В замкнутых системах, таких как теплица, может быть практичным обогащение воздуха СОг (обычно достигаемое сжиганием газа или нефти), но очевидно, что это невозможно в поле. Наряду с увеличением фотосинтеза добавление СОг приводит к уменьшению фотодыхания, так как повышает отношение СОг/Ог. Это про- [c.421]

Необходимо отметить, что влияние на фотосинтез света, концентрации СО2 и температуры осуществляется в сложном взаимодействии. Особенно тесно взаимосвязаны свет, действующий на скорость фотохимических реакций, и температура, контролирующая скорость энзиматических реакций. В условиях высокой интенсивности света и низких температур (5—10°С), когда главным фактором, лимитирующим скорость всего процесса, являются ферментативные реакции, контролируемые температурой, значения Рю могут быть > 4. При более высоких температурах Рю снижается до 2. При низких интенсивностях света Рю = 1, т. е. фотосинтез относительно независим от температуры, так как его скорость в данном случае ограничивается фотохимическими реакциями. [c.113]

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

Что же заставило атмосферу измениться столь существенным образом По-видимому, перестройка явилась побочным следствием появления нового способа запасания энергии, фотосинтеза, который давал его обладателям огромное преимущество над простыми ферментативными поглотителями энергии. Организмы, в которых развилось это новое свойство, могли использовать энергию солнечного света для синтеза своих собственных энергоемких молекул и уже не зависеть от того, что находится среди их окружения. Они стали предшественниками всех зеленых растений. Сегодня все живые организмы можно подразделить по метаболизму на две категории те, которые способны изготовлять свою собственную пищу при помощи солнечного света, и те, которые не имеют такой возможности. Поскольку организмы второй категории существуют за счет поедаемых ими организмов первой категории, накопление энергии посредством фотосинтеза является источником движущей силы для всего живущего на земле. [c.334]

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]

Известно, какое большое значение имеет реакция фотосинтеза, заключающаяся в восстановлении СО2 до углеводорода за счет энергии, заключенной в фотонах видимого света [c.189]

Все это не означает, конечно, что процессы, сопровождающиеся возрастанием С, не могут происходить при постоянных температуре и давлении. Но такие процессы происходят лишь по мере получения работы извне, например путем электролиза или с помощью электрического разряда в газах (что требует затраты в обоих случаях электрической энергии) или действием света в фотохимических реакциях. В частности, так происходит фотосинтез в растениях. [c.223]

Фотохимические реакции могут быть весьма различными. К ним относятся и реакции фотосинтеза углеводов, осуществляемые растениями под действием солнечного света, и реакции, лежащие в основе фотографического процесса, и явления люминесценции, и выцветание красок, и др. [c.500]

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]

Этот процесс происходит за счет энергии солнечного света, поглощаемого содержащимся в растениях зеленым пигментом — хлорофиллом. Фотосинтез имеет первостепенное значение для поддержания жизни на земле, так как только в результате этого процесса происходит пополнение запасов атмосферного кислорода и продуктов питания. Процесс очень сло кен и состоит из совокупности фотохимических и темновых стадий, многие из которых до сих пор остаются неясными. [c.242]

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]

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]

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]

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]

Не менее важной заслугой Тимирязева является открытие роли хлорофилла как сенсибилизатора фотохимических реакций, происходящих при фотосинтезе. Он экспериментально установил, что фотосинтез осуществляется преимущественно п красных и синих лучах видимого спектра. Тимирязев провел следующий опыт. Ряд стеклянных трубочек, наполненных смесью воздуха и диоксида углерода и содержащих по одному одинаковому зеленому листу, был выставлен на разложенный с помощью трехгранной призмы солнечный свет так, что в каждой части солнечного спектра находилась одна трубочка. Через каждые несколько часов определялось содержание диоксида углерода в трубочках. Оказалось, усвоение СО2 происходит только в тех лучах, которые поглощаются хлорофиллом, т. е. в красных, оранжевых и желтых частях спектра. Некоторые результаты опыта представлены на ркс. 49 в виде графика, на котором по оси ординат отложены количества поглощенной СО2 в каждой из трубочек. [c.176]

Поскольку исходным процессом фотосинтеза является поглощение света хлорофиллом, приближенно фотосинтез можно представить в виде следующей схемы. [c.177]

НИЯ при 430 нм), а отражает зеленый свет. Поглощенная хлорофиллом солнечная энергия в результате сложной последовательности реакций превращается в химическую энергию. Запасенная таким образом энергия расходуется затем на смещение реакции (25.1) вправо в направлении, в котором она чрезвычайно эндотермична. Таким образом, фотосинтез растений-это природный механизм преобразования солнечной энергии, от которого зависит поддержание жизни всех биологических систем в земных условиях. Пшеничное поле в летний сезон превращает несколько процентов падающего на него солнечного излучения в растительное вещество. Подсчитано, что если бы в Соединенных Штатах приблизительно на 6% возделываемых земель были созданы оптимальные условия для роста растений, они смогли бы получить столько энергии, чтобы удовлетворить все энергетические потребности современного общества. [c.443]

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]

Фосфор играет исключительно важную роль в осуществлении обмена энергии в растениях. Энергия солнечного света в процессе фотосинтеза и энергия, выделяющаяся в процессах окисления, происходящих в растении, накапливается в растениях в виде энергии фосфатных связей определенных соединений. Эта энергия используется растением для роста, поглощения питательных веществ из почвы, синтеза органических соединений. Усиленное снабжение растения фосфором позволяет получать более ранний урожай и более высокого качества. [c.696]

Фотохимическими являются реакции фотосинтеза, протекающие в растениях под действием солнечного света, реакции изомеризации, фотохимического разложения, реакции, лежащие в основе фотографического процесса, и др. [c.311]

Важнейшим фотохимическим процессом является фотосинтез — образование углеводов в растениях, происходящее под действием солнечного света. Суммарное уравнение реакции [c.291]

Гораздо лучше — и практически это совсем нетрудно — изучать форму поверхности, образованной всеми этими кривыми. Правый край поверхности — это область, где наиболее сильно сказывается лимитирование фотосинтеза концентрацией СО2, т. е. где ассимиляция быстро растет при увеличении концентрации СО2, и лишь незначительно — при увеличении интенсивно-,сти света. Левый край поверхности, наоборот, область наибольшего лимитирования фотосинтеза светом. Если двигаться по средней части поверхности от переднего края вверх, то здесь и концентрация СО2, и интенсивность света в примерно одинаковой степени увеличивают скорость фотосинтеза, так что при высоких значениях обоих факторов достигается наибольшая его скорость. Нужно отметить, что даже в средней части поверхности возрастание скорости ассимиляции постепенно замедляется при увеличении концентрации СО2 и интенсивности света. Вероятно, это происходит потому, что какой-то другой фактор (возможно, температура) является до некоторой степени лими-тируюшим. Если бы уровни всех внешних факторов одновременно возрастали в одинаковой степени, то скорость фотосинтеза достигла бы максимума, величина которого определялась бы уже внутренним механизмом, т. е. скорость полностью лимитировалась бы каким-то внутренним фактором, например количеством фермента. Любое дальнейшее возрастание уровня внешних факторов либо не оказывало бы никакого влияния, либо приводило бы к падению скорости фотосинтеза, т. е. влияние было бы вредным для растения. Дело усложняется еще и тем, что при высокой температуре скорость фотосинтеза может падать со временем (см. гл. VII). [c.135]

На фотохимических процессах основана фотография — воздействие света на светочувствительные материалы. Широко применяются в промышленности цепные реакции фотохлорирования и фотосульфо-хлорирования, имеются промышленные способы фотохимического модифицирования полимерных пленок и волокон. Фотохимия непосредственно связана с одной из важнейших научно-технических проблем — использованием солнечной энергии. Создание искусственных систем, осуществляющих процессы, аналогичные фотосинтезу в растениях, имело бы значение, которое трудно переоценить. [c.202]

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]

Фотохимические и лазерохимические процессы. Лри облучении светом реагирующих веществ происходят различные химические реакции. Кроме этого, свет может повысить скорость реакций, направляя их по механизму с меньшей энергией активации (фотоактивируе-мые реакции) или смещая равновесие реакции. В реакциях фотосинтеза световая энергия аккумулируется в виде внутренней энергии образующихся веществ. Именно фотосинтезом восполняются запасы энергии на Земле за счет лучистой энергии Солнца. [c.177]

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]

Растения поглощают на свету оксид з глерода (IV). Процесс усвоения этого оксида, поды и минеральных солей под действием солнечной энергии с образованием углеводов, белков и жиров называется фотосинтезом. Ежегодно мировая флора потребляет около 10 кг углерода. В то же время углекислый газ непрерывно пополняет атмосферу за счет жизнедеятельности животных и растений, промышленной деятельности человека, процессов разложения органических соединений и вулканической активности. В результате происходит постоянный круговорот углерода в природе. [c.131]

Несмотря на то что это и не имеет прямого отношения к транспорту железа и кислорода, следует упомянуть также о получении синтетических биомиметических моделей особого парного бактериохлорофилла а [247], поскольку в процессе фотосинтеза при первичном поглощении света фотореакционными центрами молекулярных ассоциатов хлорофилла зеленых растений и фотосинтезирующих бактерий, по-видимому, происходит окисление особых парных молекул хлорофилла. Димерные производные хлорофилла, изображенные на рис. 6.6, в которых пор-фириновые макроциклы связаны простой ковалентной связью, проявляют некоторые фотохимические свойства, моделирующие in vivo особый парный хлорофилл. [c.373]

Этот процесс требует затрат энергил. Ее источником в фотосинтезе является солнечный свет. Кроме этого, необходимым элементом этого процесса является участие катализатора - зеленого пигмента раст ении - хлорофилла. Исследование этого вещества -- одна из драматических страниц истории химии. На этой страище славные имена К.А. Тимирязева. М.С. Цвета, Р. Вильштеттера, Г. Фишера, Р. Вудворда. Роберт Вудворд не только завершил исследования строения хлоро-фи.пиха, но сумел и реализовать его полный синтез [c.258]

Процессы фотосинтеза весьма детально изучаются в течение ряда лет, однако они еще ни в коей мере не могут считаться окончательно выясненными. В особенности спорной является первая стадия фотосинтеза— образование восстанавливающего первичного продукта под действием света. Мы знаем, что для этого необходимы зеленые красители листьев —хлорофилл а и в некоторых ассимилирующих бактериях соответствуюн1ую роль играет бактериальный хлорофилл . Возможно, что для процессов ассимиляции необходимы также другие пигменты так, неоднократно высказывалось мнение, что в процессах ассимиляции принимает участие -каротин. [c.983]

Иные представления о фотосинтезе развивает Варбург 2. По его мнению, фотосинтез состоит из световой и темновой реакций в первой из них каждая молекула хлорофилла образует одну молекулу кислорода, при темновой же реакции две трети образовавшегося на свету кислорода вступают в обратную реакцию, причем вновь регенерируются исходные вещества. Таким образом, фотосинтез связан с дыханием. По Варбургу, углекислота фиксируется, по крайней мере частично, в виде а-карбоксила глутаминовой (а также аспарагиновой) кислоты, которые тем самым участвуют в связывании и восстановлении СОг. [c.984]

Таким образом, Тимирязев показал, что именно хлорофилл является поглотителем света в зеленых растениях и что этот пигмент, поглощая квагггы света, обладает способностью передавать их далее молекулам веществ, являющихся ис-ходнымн при фотосинтезе. При этих реакциях хлорофилл испытывает обратимое окислительно-восстановительное превращение. Структура молекулы хлорофилла показана ниже [c.176]