Солнечная и фотосинтез

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.

Как известно, из всей солнечной энергии, доходящей до поверхности Земли, энергия, усваиваемая в процессе фотосинтеза всей растительностью земного шара, составляет в среднем только 0,3%. Культурные растения используют солнечную энергию полнее, чем дикие. Используемая ими доля солнечной энергии составляет примерно 0,5—1,5%, а для таких культур, как рис, соевые бобы, сахарная свекла, сахарный тростник, кукуруза и некоторых других, 4— 5% от общего количества солнечной энергии, попадающей на посевы за вегетационный период. Есть основание считать, что полное раскрытие наукой механизма процесса фотосинтеза и овладение управлением им даст возможность повысить коэффициент использования солнечной энергии растениями в два-три раза и более. [c.8]

Фотохимические реакции весьма распространены. Достаточно указать на так называемую реакцию фотосинтеза, протекающую в растениях при участии зеленого пигмента — хлорофилла — при поглощении солнечной радиации. Фотосинтез сводится к ассимиляции оксида углерода (IV) с образованием углеводов и выделением кислорода. Это многостадийный процесс, суммарное уравнение которого можно записать в виде [c.269]

Хлорофилл (разд. 25.1)-пигмент, содержащийся в листьях растений, который играет главную роль в превращении солнечной энергии в химическую в процессе фотосинтеза. [c.466]

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]

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]

ФОТОСИНТЕЗ — синтез растениями органических веществ (углеводов, белков, жиров) из диоксида углерода, воды, азота, ( юсфора, минеральных солей и других компонентов с помощью солнечной энергии, поглощаемой пигментом хлорофиллом. Ф.— основной процесс образования органических веществ на Земле, определяющий круговорот углерода, кислорода и других элементов, а также основной механизм трансформации солнечной энергии на нашей планете. В процессе Ф, растения усваивают вгод4 101 туглерода, разлагают 1,2 х X 10 т воды, выделяют 1 10 т кислорода и запасают 4-102° кал солнечной энергии в виде химической энергии продуктов Ф. Это количество энергии намного превышает годовую потребность человечества в ней. Ф.—сложный окис-лительно-восстановительный процесс, сочетающий фотохимические реакции с ферментативными. Вследствие Ф. происходит окисление воды с выделением молекулярного кислорода и восстановление диоксида углерода, что выражается [c.268]

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

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]

При фотосинтезе растения поглощают солнечную энергию и синтезируют из простых молекул большие, богатые энергией молекулы. Энергия солнца переходит в химическую энергию этих молекул. При попадании в организм [c.238]

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]

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]

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]

Допустим, что в результате фотосинтеза на всей земной поверхности ежегодно связывается в виде глюкозы 110 кг углерода. Учитывая, что общее количество солнечной энергии, падающей на земную поверхность, равно [c.467]

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]

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]

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]

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]

В данной главе мы бросили беглый взгляд не некоторые важнейшие составляющие биосферы-той части физического мира, в которой протекают жизненные циклы организмов. Наряду с соответствующими условиями окружающей среды для поддержания жизни необходим какой-либо источник энергии. Первичным источником необходимой энергии является Солнце. В процессе фотосинтеза растения превращают солнечную энергию в химическую. Солнечная энергия поглощается растительным пигментом хлорофиллом и затем используется для образования углевода глюкозы и О2 из СО2 и Н2О. [c.464]

Еще более ярким примером асимметрического синтеза является процесс фотосинтеза в растениях, где солнечная энергия превращается в химическую с помощью молекул хлорофилла. В этом многостадийном процессе ахиральный диоксид углерода превращается в конечном счете в о-глюкозу. [c.205]

Помимо хлорофилла, который является основным видом фотосинтетических пигментов, в зелепо.м листе (в так называемых хлорипластах, представляющих собой сложные специализированные биологические структуры) содержатся и другие пигменты — каротинонды и фикобелины, которые обычно называют вспомогательными, Эти пигменты, по современным представлениям, принимают известное участие в фотосинтезе, а также защищают хлорофилл от фотоокисления. Помимо пигментов, основными компонентами хлоропластов, в которых, собственно, и осуществляется весь процесс фотосинтеза, являются липоидные вещества и белки, которые содержат большое число ферментов, необходимых для осуществления последующих стадий фотосинтеза, не связанных с воздействием солнечной радиации. [c.177]

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]

Энергия горения нефти, природного газа, угля - это, по сути, запасенная энергия солнечных лучей. Ископаемые топлива, судя по всему, образованы из биомолекул доисторических растений и животных Сохраненная в результате этого энергия, освобождаемая при их сгорании, - это энергия, получившаяся из солнечных лучей при фотосинтезе. В чем-то этот процесс напоминает работу мышеловки (рис. III.И). Сначала вы заряжаете мышеловку, сгибая пружину. Большая часть энергии при этом сохраняется в форме напряжения пружины. Когда мышеловка срабатывает, металл изменяет свою фор- [c.198]

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]

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]

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]

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]

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]

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]

В некоторых случаях фотохимическая реакция может быть вызвана добавлением веществ, при отсутствии которых данная реакция не идет. Эти вещества, называемые сенсибилизаторами, поглощают световую энергию, а затем передают ее реагентам, которые непосредственно ее не поглощают. Примером такой реакции может служить фотосинтез углеводов из СО2 и Н2О, осуществляемый растениями. Как установил К. А. Тимирязев (1877), сенсибилизатором этой реакции является хлорофилл, содержащийся в зеленых частях растений. Хлорофилл, поглощая солнечную энергию, передает ее реагирующим веществам. [c.279]

Б которых влажное не смешивается с солнечными лучами, остаются белыми , — писал он. Как было установлено классическими исследованиями К. А. Тимирязева (1843—1920), процесс фотосинтеза протекает под воздействием содержащегося в зеленых частях растений сложного органического вещества — хлорофилла, спектр поглощения которого показан на рис. Х-41. [c.575]

Фотосинтез в растениях. В зеленом листе растения под во действием энергии солнечной радиации протекает целый комплекс фотосинтетических процессов, исходным материалом для которых служат СОа, НаО и минеральные соли. Конечными продуктам.I являются крахмал, клетчатка, белки, жиры и другие сложные оргя-нические вещества. Процесс фотосинтеза осуществляется при непо средственном участии важнейшего природного фотокатализатора — хлорофилла . В этом процессе участвуют также и многие друпк-окислительно-восстановительные ферменты (бнокатализаторы). [c.144]

Может ли идти процесс, если А0р,т>0 или Д у,т->0 Может, но не самопроизвольно. Для его проведения надо затратить энергию. Примером может служить процесс фотосинтеза, идущий в растениях под воздействием солнечной энергии. Другим примером является протекание реакций, характеризующихся АС>0, при сопряжении их с реакциями, для которых Д0<0. При этом сумма величин АО (или АР) для всех стадий сопряженных реакций отрицательна. Например, для синтеза сахарозы [c.95]

При фотосинтезе лучистая энергия солнца преобразуется в химическую и в виде потенциальной энергии находится в растительной органической массе — продукте фотосинтеза. Подсчитано, что за год жизнедеятельности зеленых растений в этой массе связывается такое количество солнечной энергии, сколько могли бы дать при непрерывной работе 200 ООО таких громадных ГЭС, как Куйбышевская (ее мощность — 10 квт-ч/год). [c.145]

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]

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]

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]

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]

Крахмал является продуктом фотосинтеза, происходящего в зеленых растениях при участии зеленого пигмента растений — хлорофилла — и солнечной энергии. В большом количестве содержится в клубнях карто ля (до 24%), в пшеничных зернах (64%), в зернах риса (до 75%), кукурузы (70%), из которых в промышленности и получают крахмал. [c.164]

К числу фотохимических реакций относится, например, фотосинтез, который осуществляется в растениях под действием солнечной энергии и наиболее упрощенно может быть представлен в виде [c.124]

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]

Известно, что в составе буровых растворов содержится значительное количество компонентов, загрязняющих деятельный почвенный слой. При их попадании в почву происходит разрушение хлорофилла у зеленых растений, за счет че 0 резко снижается поглощение ими солнечной энергии. В результате этого прекращается фотосинтез и уменьшается ппояуктияность ппчпенно-пястчтельного покрова. [c.78]

Диоксвд углерода содержится в воздухе (0,03 об. %) и в минеральных водах. Диоксид углерода ассимилируется зелеными растениями при фотосинтезе (с помощью содержащегося в растениях хлорофилла под воздействием солнечных лучей). При этом в растениях образуются органические вещества (глюкоза и др.), а кислород выделяется в атмосферу. Глюкоза в организмах животных и растений диссимили-руется, т. е. окисляется под действием кислорода в присутст- [c.151]