Сахара фотосинтез

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]

Сахара, оптическая изомерия. Сахара, их распространение в природе и биологическая роль. Понятие о фотосинтезе. Классификация сахаров простые и сложные (олиго- и полисахариды) тстрозы, пентозы, гексозы, гептозы и т. д. альдозы и кетозы. Пространственная конфигурация моносахаридов D- и -ряды. Химические свойства моносахаридов. Окисление до -оновых и уроновых кислот, восстановление, удлинение цепи действием синилгной кислоты, укорачивание цени альдоз. Качественные реакции иа сахара. Инверсия сахаров. Замещение атомов водорода п гидроксильных группах получение сахаратов, сложных эфиров моноз, их простых эфиров, глико шдон. [c.248]

Вспомним теперь материал гл. 11, где говорилось, что в цикле Кальвина для превращения СОг в сахар необходимы как NADPH, так и АТР. Насколько нам известно, стехиометрия реакции определяется урав-лением (11-16). Помимо двух молекул NADPH, требуемых для восстановления одной молекулы СОг, нужны еще три молекулы АТР. Уместно спросить, откуда же они берутся. Z-схема дает на это простой ответ. Падение потенциала в цепи переноса электронов, соединяющей верхний конец фотосистемы II с нижним концом фотосистемы I, вполне достаточно для синтеза АТР в результате переноса электронов. По всей вероятности, на каждую пару электронов, проходящих по этой цепи переносчиков, синтезируется только одна молекула АТР. Поскольку, согласно стехиометрии уравнения (11-16), на каждую молекулу NADPH приходится Р/г молекулы АТР, должен существовать еще ка-кой-то механизм синтеза АТР. Кроме того, в хлоропластах, несомненно, протекает и множество других АТР-зависимых процессов, так что реальные потребности в АТР, генерируемом в ходе фотосинтеза, могут быть значительно выше. [c.39]

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]

Первыми источниками получения органических веществ были животные и растительные организмы X, продукты их жизнедеятельности. Каждый живой организм представляет собой своеобразную химическую лабораторию, в которой осуществляются как процессы синтеза, так и распада. В растительных организмах из простых исходных веществ (диоксид углерода, вода) под воздействием солнечной энергии синтезируются сложные органические вещества (фотосинтез). В животных организмах, наоборот, сложные органические вещества (сахара, белки, жиры) распадаются на более простые, часть из них как бы сгорает , отдавая энергию и превращаясь в СО2 и Н2О, но в то же время в организме также синтезируются специфические белки, жиры и другие вещества. Растительный мир является главным производителем органических веществ. Особое место в этом отношении занимают деревья. Древесина и полученные из нее целлюлоза и лигнин являются ценным сырьем для химической переработки. Так, например, сухая перегонка древесины с давних времен применялась для получения органических соединений, таких, как уксусная кислота, метиловый спирт (древесный спирт), ацетон, фенолы. [c.13]

В зеленых листьях растений в результате взаимодействия двух простых соединений — углекислого газа и воды — образуется один из сахаров, (- -)-глю-коза. Этот процесс, известный под названием фотосинтеза, требует наличия катализатора, зеленого красителя хлорофилла, и происходит при освещении (источник энергии). Тысячи молекул (+)-глюкозы могут объединяться в молекулы гораздо большего размера — целлюлозу, которая является основным строительным материалом растений. Молекулы (+)-глюкозы могут также соединяться иным способом, давая большие молекулы крахмала, который хранится в семенах как запас питательных веществ для нового растущего растения. [c.931]

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]

Ранее предполагалось, что описанный выше процесс полимеризации формальдегида до сахаров имеет также значение с физиологической точки зрения и что аналогичным образом происходит образование углеводов при процессах ассимиляции в зеленых растениях (Байер, Вильштеттер и Штолль, Варбург). Однако в настоящее время считают, что при быстром фотосинтезе в качестве одного из первоначальных продуктов реакции образуется фосфоглицериновая кислота Н20зР0СН2СН(0Н)С00Н (Кальвин), из которой в растениях получаются углеводы (стр. 984) [c.212]

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]

Микроэлементы повышают активность ферментов, катализирующих биохимические процессы в организмах растений, способствуют синтезу белков и нуклеиновых кислот, витаминов, сахаров и крахмала. Некоторые микроэлементы оказывают положительное действие на фотосинтез, ускоряют рост и развитие растений, созревание семян. [c.311]

Растения извлекают из почвы калии, который скапливается преимущественно в молодых побегах. Ионы калия принимают участие в процессе ассимиляции. При его недостатке снижается интенсивность фотосинтеза. Наряду с кальцием и магнием калий регулирует состояние коллоидов протоплазмы. При увеличении содержания калия повышается образование крахмала, сахаров, жиров. Много калия потребляют картофель, свекла, подсолнечник, клевер, лен, табак меньше — рожь, пшеница, овес. Калийные удобрения значительно повышают урожайность. Калий в почве находится в основном в недоступных для растений формах. Несмотря на то что много калия возвращается в почву с навозом, потребность сельского хозяйства в калийных удобрениях очень велика. Почти все калийные удобрения содержат ионы хлора, натрия, магния, которые влияют на рост растений. [c.163]

Биологическая роль. Ф-ции углеводов в живых организмах чрезвычайно многообразны. В растениях моносахариды являются первичными продуктами фотосинтеза и служат исходными соед. для биосинтеза гликозидов и полисахаридов, а также др. классов в-в (аминокислот, жирных к-т, фенолов и др.). Эти превращения осуществляются ферментами, субстратами для к-рых служат, как правило, богатые энергией фос-форилир. производные сахаров, гл. обр. нуклеозиддифосфат-сахара. [c.23]

Крахмал, как и целлюлоза, является полисахаридом и принадлежит к высокомолекулярным сахарам. Крахмал образуется в листьях в результате фотосинтеза и откладывается в корнях, клубнях и семенах в виде зерен. Крахмальные зерна неоднородны и помимо полисахаридов содержат воду (до 20%) и в очень небольших количествах фосфаты, кремнезем, жирные кислоты и др. Полисахариды крахмала состоят преимущественно из двух составных частей различной структуры амилозы и амилопектина. [c.224]

Фотосинтез осуществляется при участии хлорофилла — )еле-ного красящего вещества растений. Это сложное органическое соединение, относящееся к классу гетероциклов. Хлорофилл получен и синтетически. Хотя синтетический хлорофилл еще не удалось заставить работать в лабораторных условиях так, как в зеленом листе, однако нет никаких сомнений в том, что это лишь вопрос времени. Решив эту проблему, человечество научится превращать углекислый газ воздуха в крахмал, сахар и другие пищевые продукты, получаемые теперь из растений. [c.318]

Важные метаболические пути, в которых участвуют пятиуглеродные пентозные сахара, называют либо пентозофосфатным и путями, либо фосфоглюконатным путем, либо гексозомонофосфатным шунтом. Исторически первые данные о существовании таких путей были получены в экспериментах Варбурга по окислению глюкозо-6-фосфата в 6-фосфоглюконат. Напомним, что при изучении именно этой реакции был открыт NADP+ (гл. 2, разд. 3). Многие годы это окисление считали ферментативной реакцией, лежащей вне каких-либо определенных метаболических путей. Вместе с тем существовало предположение, что эта реакция является частью альтернативного пути распада глюкозы. Это предположение укрепилось после того, как было обнаружено, что процесс дыхания в тканях продолжается в присутствии высоких концентраций ионов фтора — известных ингиби торов енолазной реакции, — способных почти полностью блокировать процесс гликолиза. В некоторых тканях (в частности, в печени) этот альтернативный путь дыхания оказы вается особенно активным. Теперь мы знаем, что пентозофосфатные пути многообразны и многоплановы. Они не только занимают существенное место в процессах катаболизма,, но при функционировании в обратном направлении восстановительный пентозофосфатный путь) являются ключевыми реакциями фотосинтеза, приводящими к образованию сахара [c.339]

Естественно, что не было недостатка в попытках осуществить с помощью хлорофилла фотосинтез в лабораторных условиях, однако ни одна из этих попыток пока не принесла успеха. Между тем значение проблемы огромно, ее решение позволило бы производить заводским способом крахмал, сахар и другие пищевые продукты, получаемые ныне из растений, [c.304]

Большие количества калия уходят из почвы с урожаем подсолнечника, льна, конопли, накапливающих его в своих стеблях. Между тем калий участвует в процессе фотосинтеза, недостаток его в почве понижает интенсивность фотосинтеза, приводит к снижению содержания сахаров в корнеплодах свеклы и крахмала в зерне, отмиранию листьев растений, повышению восприимчивости к грибным и бактериальным заболеваниям, снижению всхожести семян. [c.292]

Калий К и натрий Na. Из металлов, имеющих большое значение в агрономии, в первую очередь необходимо указать калий, соли которого применяют в качестве удобрений. Калий — элемент, необходимый для питания растений. Он играет большую роль в фотосинтезе, при его недостатке понижается содержание крахмала и сахара в растениях и т. д. [c.164]

Нам известны и такие химические реакции, которые протекают очень медленно например, так происходит окисление (ржавление) железа и переваривание пищи. Примерами других широко известных медленно протекающих реакций являются сбраживание сахара в спирт и фотосинтез. Каковы же причины, обусловливающие столь большое различие в скорости химических реакций [c.224]

В растениях, в том числе древесных, крахмал синтезируется из О-глюкозы (см. 11.10.2) в тех тканях, где он и откладывается в виде зерен. Зерна крахмала находят в заболони, в живых клетках флоэмы, но их нет в ядровой древесине. Крахмал также образуется в листьях и накапливается в семенах. Количество крахмала подвержено сезонным колебаниям. У большинства древесных пород в ксилеме крахмал откладывается летом и его содержание достигает осенью максимума. Зимой он убывает или исчезает совсем в результате превращения в сахар (глюкозу). Ранней весной наблюдается второй максимум крахмала. Поздней весной крахмал снова расщепляется, и с началом роста побегов глюкоза транспортируется в листья, где участвует в инициировании процесса фотосинтеза. Образующиеся при фотосинтезе сахара поступают по лубу и сердцевинным лучам в древесину, где снова образуется крахмал. [c.311]

Смолообразование у хвойных деревьев является процессом весьма слож ным и недостаточно изученным. Принято считать, что живица образуется из тех питательных веществ, которые улавливаются кроной. Путем фотосинтеза эти вещества превращаются в сахара, крахмал и жиры. По гипотезе Эйлера, терпены могут образоваться из некоторых промежуточных продуктов спиртового брожения, например из уксусного альдегида и ацетона. При взаимодействии их получается р-метилкротоновый альдегид, [c.194]

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]

Несмотря на то что ученым с помощью ультрафиолетового света, электрических разрядов пли высокой температуры удается осуществлять абиогенные синтезы многих сложных биологически.>с -Мо екул, в том числе и сахаров, работа генетического аппарата и биохимические процессы самовоспроизводства растений, основанные на продуктах фотосинтеза, далеко еще не познаны. [c.9]

Назрела проблема поисков нового сырья для органического и нефтехимического синтеза. Это может быть продукт фотосинтеза — самого крупного химического процесса на земле — растительная биомасса, состоящая в основном из целлюлозы и более простых углеводов (сахаров). Актуальными становятся промышленные синтезы на основе СО . Поэтому во многих лабораториях мира в на- [c.14]

См. также Сахара, Фотосинтез альдозы н кетозы, см. Моносахариды биологическая роль, см. Биологическое окисление. Брожение, Гаико-лиз, Глюконеогенез иммобилизованные 2/1163 ископаемых остатков 3/871 катаболизм, см. Пентозофосфатный цикл [c.730]

После 24-часового фотосинтеза сахара экстрагируются из листьев 85%-ным этиловым спиртом. [c.201]

Термодинамические свойства углеводородов и продуктов их окисления представляют особый интерес ввиду того, что ценность углеводородов как горючего зависит от разности менеду величиной их внутренней энергии и соответствуюш ими величинами продуктов сгорания. Однако ввиду того, что при сгорании не все реакции протекают до конца, т. е. до образования двуокиси углерода и воды, возникает также необходимость знать термодинамические свойства многих устойчивых и неустойчивых промежуточных соединений углерода, водорода и кислорода, образуюш,ихся при горении. Животные также получают необходимые им тепло и энергию за счет процесса окисления, сопровонгдаюш егося попутным образованием многочис-денных нестойких и устойчивых промежуточных продуктов. Растения завершают вторую часть этого цикла. Используя солнечный свет в качестве первичного источника энергии для процесса фотосинтеза, растения жадно поглощ ают двуокись углерода из атмосферы, связывают ее с водой и синтезируют соединения, менее деградированные в энергетическом отношении. После того как этот процесс образования менее деградированных соединений пройдет через целый ряд стадий, определенное промежуточное соединение (например, сахар) может являться вполне подходящим горючим для осуществляемого в организмах животных цикла деградации. Таким образом, процессы, ведущие к рассеиванию энергии или к накоплению ее, постоянно протекают с образованием многочисленных общих промежуточных соединений, содержащих углерод, водород и кислород. Эти соединения играют ваншую роль, поскольку они охватывают всю [c.458]

А. И. Бах дал объяснение химизма процесса ассимиляции углекислого газа хлорофильными растениями с образова нием сахара, согласно которому в основе этого процесса лежит сопряженная окислительно-восстановительная реакция, происходящая за счет элементов воды. Показал, что источником выделяющегося при ассимиляции молекуляр ного кислорода являются не углекислый газ, как полагали прежде, а перекисные соединения, образующиеся при фотосинтезе, [c.657]

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]

У цианобактерий обнаружена способность к бескислородному фотосинтезу, связанная с отключением II фотосистемы при сохранении активности I фотосистемы (см. рис. 75, В). В этих условиях у них возникает потребность в иных, чем Н2О, экзогенных донорах электронов. В качестве последних цианобактерии могут использовать некоторые восстановленные соединения серы (H2S, НагЗгОз), Н2, ряд органических соединений (сахара, кислоты). Так как поток электронов между двумя фотосистемами прерывается, синтез АТФ сопряжен только с циклическим электронным транспортом, связанным с I фотосистемой. Способность к бескислородному фотосинтезу обнаружена у многих цианобактерий из разных групп, но активность фиксации СО2 за счет этого процесса низка, составляя, как правило, несколько процентов от скорости ассимиляции СО2 в условиях функционирования обеих фотосистем. Только некоторые цианобактерии могут расти за счет бескислородного фотосинтеза, например Os illatoria limneti a, вьще-ленная из озера с высоким содержанием сероводорода. Способность цианобактерий переключаться при изменении условий с одного типа фотосинтеза на другой служит иллюстрацией гибкости их светового метаболизма, имеющей важное экологическое значение. [c.314]

Пурпурные несерные бактерии имеют склонность к фотоор-ганогетеротрофному образу жизни, предпочитая в качестве доноров электронов и источников углерода в процессе фотосинтеза простые органические соединения жирные кислоты, спирты, сахара, аминокислоты. Многие виды способны расти фотолито-автотрофно, используя молекулярный водород в качестве донора электронов для восстановления СО2. [c.299]

Более сложные соединения синтезируют химическим или биохимическим путем. Например, многие сложные природные органические молекулы с меченым углеродом выделяют из растений, выращенных в среде СОг. Поскольку химические свойства СОг не отличаются от сбойств природного СОг, он хорошо усваивается растениями, и из него в результате фотосинтеза получаются различные меченые органические соединения — сахара, аминокислоты и т. п. [c.33]

Для исследования процессов образования полисахаридов большое значение имеет использование меченых соединений, например Oq, меченых сахаров и их производных. Предполагается, что биосинтезирующая система растений не различает соединений, содержащих С и С, и в обоих случаях реакции протекают одинаково, Включение СОз в состав воздуха, окружающего растущее растение, и анализ образцов, собранных через определенное время после начала эксперимента, позволили сделать ряд интересных выводов. За очень короткие промежутки времени в процессе фотосинтеза образуется большое количество меченых соединений. Тем не менее у большинства растений основная масса С уже в первые минуты концентрируется в углеводах. Когда в питательную среду вводится радиоактивная глюкоза, радиоактивность прежде всего обнаруживается в полисахаридах и только потом — в иротеинах, липидах и других полимерах. Если учесть, что глюкоза и ее соединения являются исходным веществом для синтеза большинства биополимеров, то можно полагать, что путь иревра- [c.24]

Высшие сахара. Биосинтез высших сахаров мало изучен. Можно полагать, что седогептулозо-7-фосфат—промежуточный продукт фотосинтеза — служит исходным веществом при биосинтезе гептоз, вступая в реакции, аналогичные описанным для фруктозо-6-фосфата. Подтверждением является выделение из дрожжей ГД.Ф-0-глицеро-0-манно-гептозы ° , структура которой связана со структурой седогептулозы так же, как структура ГДФ-О-маннозы со структурой фруктозы. [c.395]

Углерода (IV) оксид СО2— бесцветный газ, тяжелее воздуха. В атмосфере содержится 0,03—0,04 % СО2. Под давлением 6- 10 Па сгущается в жидкость, при сильном охлаждении застывает в твердую массу, похожую на снег (сухой лед). Растворяется в воде. У. о.— устойчивое соединение. Соединяясь с водой, СО2 образует угольную кислоту Н2СО3. С сильными основаниями У. о. энергично реагирует, образуя карбонаты. У. о. является продуктом обмена веществ в организме и играет важную роль в процессе фотосинтеза. В технике СО2 получают при обжиге известняка, в лаборатории действием НС1 на СаСОз. У. о. применяют в пищевой промышленности (производство сахара, пива, газированной воды), в виде сухого льда как охлаждающее средство, в. химической промышленности для получения соды, мочевины, для проверки реакций в инертной среде и др. [c.140]

Триозофосфаты в свою очередь являются промежуточными продуктами фотосинтеза гексозных сахаров из углекислоты и воды. [c.332]

Фотосинтез с при использовании hlorella vulgaris дает с высокими выходами аминокислоты и жирные кислоты меченые сахара синтезируются в листьях бобов, свеклы или табака [4], причем изотопное разбавление относительно невелико. Несмотря на очень низкие выходы, фотосинтез был применен для получения некоторых меченых сложных веществ, например колхицина, дигитоксина, морфина, никотина, пиретри-на и вируса табачной мозаики [24]. [c.683]

К микроудобрениям относятся вещества, потребляемые растениями в малых количествах (несколько килограммов на гектар). Активными элементами в них являются преимущественно В, Mg, Мп, Си, J, Со и другие редкие элементы, главное назначение которых заключается в том, что сии попьпиашт. активность ферментов, являющихся катализаторами биохимических процессов в организме растений и животных. Они, активизируют синтез углеводородов — сахара, крахмала, белков, витаминов и др., стимулируют развитие и созревание растений, повышают устойчивость их при неблагоприятных условиях (холод, засуха, вредители, болезни). Так, добавка 6—9 кг борной кислоты повышает урожай клевера на 0,5—1 ц га, овощей — на 2—5 ц га, магний входит в состав хлорофилла, содействуя, таким образом, фотосинтезу в растениях. [c.190]

Автотрофными ( самопитающимися ) называются микроорга низмы, способные синтезировать необходимые для их существования питательные вещества (сахара и другое биохимическое сырье ) хемо- или фотосинтезом при наличии воды, диоксида углерода, неорганических солей и подходящего источника энергии. [c.150]

Важнейшие биохимические реакции связаны с превращениями энергии в живой клетке. Энергия накапливается и передается в молекулах аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) — нуклеотида, состоящего из азотистого (пуринового) основания аденина, сахара (рибозы) и трех остатков фосфорной кислоты, которые связаны между собой богатыми свободной энергией (макроэргическими) химическими связями. Исходным источником энерги1Г является солнечный свет, энергия которого в зеленых листьях растений при участии красящего вещества—хлорофилла расходуется на синтез АТФ (фотосинтетическое фосфорилирование). В дал1.нейшем АТФ расходует накопленную энергию в последующих стадиях фотосинтеза, приводящих к образованию из двуокиси углерода и воды крахмала — полимерного сахаристого вещества в котором на длительное время запасается [c.491]

При действии щелочи в более мягких условиях, например при действии гидроокиси кальция, муравьин1Й альдегид вступает в реакцию альдольного уплотнения и дает, помимо небольших количеств гликолевого альдегида, главным образом продукты уплотнения шести молекул формальдегида, обладающие всеми свойствами сахаров. Этот, открытый А. М. Бутлеровым еще в 1859 г., синтез сахара имеет очень большое значение для выяснения возможных путей образования углеводов в растениях при фотосинтезе. [c.129]

Вопросы применения хроматографии в биологии освещены в монографии [3]. К наиболее ранним работам, выполненным автором и сотрудниками в области применения хроматографии в биологических исследованиях, относятся исследования по разработке методов разделения сахаров [128—130]. Разработанные методики использованы для анализа сахаров растений [131]. Однако основное внимание было уделено применению радиохроматографических методик в исследовании био-сиптотпческих процессов в растениях [132—134]. Серия работ посвящена применению радиохроматографического метода в исследовании продуктов фотосинтеза растений. [c.84]