Солнечный свет и фотосинтез

Источником углеводов в природе служит процесс фотосинтеза — превращение в зеленых листьях растений углекислого газа воздуха в углеводы. Энергию для этого процесса дает солнечный свет. Фотосинтез служит единственным источником органических веществ в живой природе, поскольку животные неспособны синтезировать органические вещества нз неорганических они лишь перерабатывают органические веи ества, накопленные растениями. Велика роль продуктов фотосинтеза и в качестве источников энергии и каменный уголь, и нефть, и газ, и тем более древесина — все это консервированная солнечная энергия , накопленная за счет фотосинтеза. Общий результат фотосинтеза можно выразить схемой [c.317]

Очень важным является положение о том, что даже самые существенные природные процессы до сих пор изучены далеко не достаточно в силу сложности путей их протекания. Этот тезис вытекает с убедительностью из явлений синтеза углеводов при действии солнечного света фотосинтез для того и был рассмотрен несколько подробнее в учебном пособии по неорга- [c.348]

Зеленые растения могут синтезировать углеводы из диоксида углерода и воды при участии хлорофилла и с использованием энергии солнечного света (фотосинтез) [c.701]

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]

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]

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]

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]

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]

Фотохимические реакции. К фотохимическим относятся реакции, обусловливаемые лучистой энергией главным образом видимой части спектра электромагнитного излучения. Например, смесь газон водорода и фтора при ее освещении взрывается бромистое серебро на свету разлагается с выделением металлического серебра, что широко используется в фотографии синтез сложных органических веществ растениями в процессе их жизнедеятельности также имеет фотохимическую основу (фотосинтез) многие краски на солнечном свету блекнут, выцветают и т. д. [c.143]

Коэффициент использования энергии солнечного света при фотосинтезе невелик (в среднем порядка 2%). [c.575]

Аэрозольные экраны существенным образом влияют на погоду. Кроме того, они оказывают сильное влияние на фотосинтез, препятствуя поглощению солнечного света. Взвешенные частицы дыма, аэрозоли поглощают солнечный свет на 10—15%. Имеются опасения, что чрезмерное накопление аэрозолей может вызвать искусственный ледниковый период. Нельзя не упомянуть и о радиоактивных аэрозолях, представляющих чрезвычайную опасность с точки зрения заражения атмосферы. [c.611]

Меченые атомы помогли разрешить проблему, волновавшую исследователей в течение почти 200 лет,— проблему механизма фотосинтеза. До недавнего времени считалось, что диоксид углерода, поглощаемый растениями из воздуха, разлагается в них (при помощи солнечного света) на углерод и кислород. В дальнейшем предполагали превращение углерода в углеводы и выделение кислорода в атмосферу. Методом меченых атомов было установлено, что диоксид углерода усваивается растением целиком, а кислород (выделяемый в атмосферу) растение берет из воды. Эти данные явились одной из главных отправных точек для пересмотра старых теорий фотосинтеза и создания новых взглядов на его природу. [c.413]

Хотя процессы горения, дыхания и гниения происходят беспрерывно, содержание кислорода в воздухе не уменьшается, так как в листьях зеленых растений на солнечном свету происходит фотосинтез, при котором выделяется кислород (воздух пополняется кислородом также за счет разложения воды под действием космических лучей в стратосфере). [c.379]

Считается, что на ранней стадии существования Земли в атмосфере не было свободного кислорода. Атмосфера была восстановительной и состояла из На, СН , NHз, N2 и Н2О либо только из аммиака и метана. Химическая эволюция органического вещества началась примерно 4 млрд. лет тому назад. Возникшие гетеротрофные организмы научились использовать солнечный свет, стали независимыми и при дальнейшей эволюции не испытывали недостатка в пище. Эти свойства имеют и некоторые пурпурные бактерии, существующие в настоящее время. Они ведут себя подобно гетеротрофам и используют органические соединения, но содержат также хлорофилл, с помощью которого совершается фотосинтез [c.61]

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]

Углеводы (сахара и крахмал) —важные пищевые продукты, за счет которых организм человека получает большую часть необходимой ему энергии (разд. 14.8). Энергию для синтеза сахаров, крахмала и целлюлозы растения получают в виде солнечного света. Этот процесс, называемый фотосинтезом, осуществляется при участии зеленого вещества— хлорофилла, содержащего атом магния. Формула хлорофилла имеет следующий вид [c.401]

Нередко электронное возбуждение одного хромофора вызывает флуоресценцию другого хромофора, расположенного поблизости. Так, например, возбуждение молекул красителя, образующих монослой, приводит к флуоресценции слоя другого красителя, находящегося от первого на расстоянии 5 нм. Возбуждение остатков тирозина в белках может вызвать флуоресценцию триптофана, а возбуждение триптофана— флуоресценцию красителя, связанного с поверхностью молекулы белка, или флуоресценцию связанного кофермента [57]. Такого рода резонансный перенос энергии характерен для тех случаев, когда спектр флуоресценции одной молекулы перекрывается со спектром поглощения другой. При этом реального испускания и поглощения света не происходит, а имеет место безызлучательный перенос энергии. Резонансный перенос энергии имеет большое биологическое значение для фотосинтеза. Поскольку молекула с е = 3-10 при воздействии прямого солнечного света поглощает около 12 квантов света в секунду, моно-молекулярный слой хлорофилла будет поглощать всего 1 % общего числа квантов, падающих на поверхность листа [63]. По этой причине молекулы хлорофилла располагаются в виде многочисленных тонких слоев внутри хлоропластов. Однако непосредственно в реакционных центрах, где идут фотохимические процессы, находится лишь небольшое число специализированных молекул хлорофилла. Остальные молекулы поглощают свет и передают энергию в реакционный центр небольшими порциями. [c.31]

При солнечном свете листья растений синтезируют из двух сравнительно простых соединений углекислого газа и воды сложные органические вещества — углеводы. Явление синтеза углеводов зеленой поверхностью растений называют цроцессом фотосинтеза. [c.12]

При росте зеленого растения оно в процессе фотосинтеза усваивает солнечный свет и углекислый газ. Рассчитайте, сколько глюкозы образуется нри этом, если растение поглотило 11,2 л оксида углерода (IV). [c.69]

Эта энергия активации эквивалентна излучению с длиной волны 230 нм или менее Такого коротковолнового излучения в солнечном свете, который достигает земной поверхности, не существует. Однако хлорофилл действует как фотосенсибилизатор, поглощая видимый свет и делая его пригодным для фотосинтеза в растениях. Но в этой реакции имеется нечто специфичное. Красный свет вызовет реакцию, но красному свету соответствует только 40 ккал/моль, а для того, чтобы вызвать реакцию, требуется более 112 ккал/моль. По-видимому, реакция протекает по стадиям. Лабораторные эксперименты с альгой (водоросль) показали, что обычно требуется около восьми фотонов на каждую использованную молекулу двуокиси углерода и каждую молекулу кислорода, вовлеченную при благоприятных условиях в фотосинтез с низкой интенсивностью света., Упражнение 18.1. Показать, что, если при фотосинтезе восемь фотонов поглощенного света с длиной волны 600 нм дают одну молекулу продукта реакции, который имеет теплоту сгорания 112 ккал/моль, эффективность превращения поглощенного света в аккумулированную химическую энергию составляет 30%. [c.557]

Вся жизнь на земле в конечном счете зависит от синтеза углеводов за счет усвоения углекислоты из атмосферы. Солнечный свет обеспечивает энергией этот процесс, в целом известный под названием фотосинтеза. Первой стадией фотосинтеза является поглощение фотона пигментами в многоклеточных растениях наиболее важную роль играет хлорофилл-а. Энергия фотона трансформируется в химическую энергию, обеспечивающую протекание реакции СО2—и образование углерод-углеродных связей эта реакция представляет собой восстановительное карбоксилирование, со- [c.216]

На следующей стадии эволюции появились, видимо, организмы, родственные современным фотосинтезирующим бактериям (пурпурным и зеленым) они могли использовать энергию солнечного света. Любопытно, что большинство этих (грамотрицательных) фотосинтезирующих бактерий—строгие анаэробы. В отличие от высших растений ни один из указанных микроорганизмов не выделяет кислорода. Напротив, для. восстановления двуокиси углерода в процессе фотосинтеза им необхо ДИМ водород, который они получают либо путем расщепления неорганических соединений типа H2S, тиосульфата или Нг, либо из органичен ских веществ. [c.25]

Источником всех видов энергии, используемых в биологических системах, является солнечный свет, а преобразование световой энергии в химическую происходит в ходе уникального и важнейшего для жизни процесса -фотосинтеза. Способностью к фотосинтезу обладают как эукариоты (высшие зеленые растения, зеленые, бурые и красные водоросли, некоторые одноклеточные организмы), так и прокариоты (синезеленые водоросли, зеленые и пурпурные бактерии). [c.92]

Фотосинтез — образование зелеными растениями, а также фотосинтезирующими микроорганизмами органических веществ клеток из неорганических при участии и за счет энергии солнечного света. Фотосинтез протекаёт с участием поглощающих сеет пигментов, прежде всего хлорофилла. Первыми стабильными продуктами фотосинтеза являются НАД(ф)Н и АТФ. Далее они используются при ассимиляции СО2 и в других биосинтетических процессах. У вьюших растений донором электронов является нр. При этом фотосинтез сопровождается выделением О2. Суммарный процесс фотосинтеза выражается уравнением [c.333]

Хлоропласты обладают своей собственной системой синтеза белка, сильно отличающейся от соответствующей системы клеточной цитоплазмы. В них также содержатся пигменты, ферменты и другие белки, необходимые для синтеза углеводов из углекислого газа и воды при участии солнечного света (фотосинтеза). Некоторые из генетических функций, необходимых для фотосинтеза и синтеза белков хлоропластами, закодированы в ДНК хлоропластов, другие-в ядерной ДНК. Механизмы фотосинтеза и другие функции хлоропластов активно исследуются посредством генетического анализа мутаций, затрагивающих эти функции. Некоторые из этих мутаций при скрещиваниях обнаруживают менделевское расщепление и, следовательно, относятся к генам ядерной ДНК. Для других характерно неменделевское наследование следовательно, соответствующие гены локализованы в хлоронластах. [c.152]

Само название книги определяет границы излагаемого материала. Авторы рассматривают жизнедеятельность только зеленого растения, которому свойствен особый тип питания — синтез органического вещества из двуокиси углерода и воды за счет энергии солнечного света (фотосинтез). Появление этого типа питания внесло кардинальные изменения в природную экономику Земли, так как в процессе фотосинтеза зеленые растения запасают колоссальные количества солнечной энергии, преобразуя ее в энергию химических связей органических веществ. Таким образом, зеленое растение, которое служит первичным источником пищи для всех гетеротрофных организмов, в том числе и [c.5]

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]

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]

В клетках растений, обязательно в присутствии хлорофилла (как катализатора), оксид углерода (IV) взаимодействует с водородом воды и другими веществами, образуются сложные органические соединения — белки, з-глеводы и жиры. Этот процесс происходит только при поглощении энергии солнечного света. Поэтому он называется фотосинтезом. [c.319]