Газообмен при фотосинтезе

Заводы сбрасывают в водоемы огромные количества сточных вод. Наибольшее количество сточных вод, содержащих разнообразные токсичные примеси, сбрасывают заводы целлюлозно-бумажной, нефтяной, нефтеперерабатывающей и химической промышленности. Источником загрязнения водоемов служит также сельское хозяйство, при недостаточно рациональном ведении которого в реки и озера попадают удобрения и ядохимикаты. В результате реки, озера, моря и океаны все в большей мере загрязняются нефтью, тяжелыми металлами, хлорорганическими и другими органическими соединениями, радиоактивными веществами и множеством других ядовитых веществ и химикатов. Проблема защиты Мирового океана беспокоит сейчас общественность всех стран мира. В Мировом океане осуществляется глобальный процесс дыхания земного шара — фотосинтез, при котором усваивается значительная часть двуокиси углерода атмосферы и вырабатывается больше половины ее кислорода. Гибель планктона, при помощи которого идет фотосинтез, ухудшает естественный газообмен между атмосферой и океаном. Наряду с этим постоянное отравление водоемов может привести в конце концов к гибели всего живого в Мировом океане. [c.255]

Листья древесных растений выполняют ряд важных функций, что находит отражение в их строении и химическом составе. Онн осуществляют фотосинтез, испарение воды (транспирацию) и газообмен (поглощение и выделение диоксида углерода и кислорода). [c.211]

Жизненный цикл. Этот цикл тесно связан с углеродом атмосферы и гидросферы. В атмосфере источниками углекислого газа служат дыхание гетеротрофных организмов, гниение и горение органических веществ, газообмен с гидросферой, выветривание пород, вулканизм. Запас углерода атмосферы расходуется в основном на фотосинтез в зеленых растениях суши и на газообмен с гидросферой. В гидросфере посредством фотосинтеза, осуществляющегося водными растениями, диоксид углерода попадает в растительное вещество, на базе которого развивается животный мир гидросферы.-В то же время углекислый газ выделяется в воду при дыхании гетеротрофов. [c.207]

Компенсационным пунктом называется интенсивность света, при которой фотосинтез уравновешивается- дыханием, так что чистый газообмен равен нулю. [c.407]

Одним из главных последствий загрязнения воздушного бассейна является влияние загрязнителей на биосферу и прежде всего на здоровье человека. Значительно большую опасность представляет загрязнения атмосферного воздуха для растительного мира, большую потому, что газообмен в организмах человека и животных ориентирован на кислород (содержание которого в атмосфере довольно высоко 21 %), а представители флоры ориентированы на газообмен с двуокисью углерода (содержание которого в атмосфере не превышает 0,03 %). Загрязнения атмосферы могут приводить к массовой гибели животных и полезных насекомых (например, пчел), наносить значительный ущерб сельскохозяйственному производству, садам и паркам, замедляя рост и развитие растений, а также процесс фотосинтеза в них. [c.120]

Поскольку концентрация диоксида углерода также влияет на интенсивность фотосинтеза, существует и углекислотная точка компенсации. Это значение представляет собой такую концентрацию диоксида углерода, при которой суммарный газообмен равен нулю приданной интенсивности освещения. Увеличение концентрации диоксида углерода приблизительно до 0,1% (1000 ч-млн.- ) приводит к росту интенсивности фотосинтеза. Для большинства растений умеренного климата значение углекислотной точки компенсации, ниже которого фотосинтез превышает дыхание, составляет 50- 100 ч- млн.-, если свет не является лимитирующим фактором. Концентрация атмосферного диоксида углерода в норме составляет 300—400 ч млн.-, поэтому при нормальных освещенности и атмосферных условиях она заведомо выше значения точки компенсации. [c.291]

МЕЗОФИЛЛ (СМ. ТАКЖЕ РИС. 7.3. И 7.4). Эта выполняющая ткань располагается между двумя слоями эпидермиса листа (рис. 6.1) и состоит из модифицированных паренхимных клеток, осуществляющих фотосинтез. Фотосинтетическую паренхиму иногда называют хлоренхимой. Цитоплазма клеток хлоренхимы содержит большое число хлоропластов, в которых и протекают реакции фотосинтеза. У двудольных растений мезофилл состоит из двух четко различающихся слоев верхний слой составляет палисадная паренхима, клетки которой имеют столбчатую форму, а нижний — губчатая паренхима с клетками неправильной формы, содержащими меньше хлоропластов. Фотосинтез вдет главным образом в палисадной паренхиме, а воздухоносные межклетники губчатой паренхимы обеспечивают интенсивный газообмен. [c.224]

Рассматривая поверхность листьев в световом микроскопе, можно заметить, что у двудольных клетки эпидермиса имеют неправильную форму и извилистые стенки (рис. 6.3., Б), тогда как у однодольных форма их более правильная, приближающаяся к прямоугольной (рис. 6.3., В). На определенных расстояниях друг от друга на поверхности листа рассеяны особые, специализированные клетки эпидермиса, так называемые замыкающие клетки. Они всегда располагаются парами — две клетки рядом, и между ними видно отверстие это так называемое устьице (рис. 6.1. и рис. 6.3., Б и В). Замыкающие клетки имеют характерную форму, отличную от других клеток эпидермиса. Кроме того, это единственные клетки эпидермиса, в которых есть хлоропласты все прочие клетки эпидермиса бесцветны. Размеры устьичного отверстия (устьичной щели) зависят от тургесцентности замьпсающих клеток (подробнее об этом см. в гл. 13). Устьица обеспечивают газообмен при фотосинтезе и дыхании, поэтому их больще всего в эпидермисе листьев, хотя они встречаются также и на стебле. Через устьица выходят из растения наружу и па-рыводы, что составляет часть общего процесса, называемого транспирацией. [c.224]

Варбург [2] сделал также другое интересное наблюдение цианид доводит фотосинтез лишь до компенсационного пункта, где суммарный газообмен равен нулю, но оставляет незатронутой ту часть фотосинтеза, которая только компенсирует дыхание (см. табл. 39). [c.311]

Следует, однако, помнить, что дыхание, измеренное при отсутствии фотосинтеза по поглощению Ог и выделению СОг, например манометрическим способом, включает в себя и результаты других окислений, идущих в организме, например в пероксисомах 18, Е), при которых не производится АТФ, а также декарбоксилирований и карбоксилирований. В традиционной физиологии растений, животных и человека [936, 1789] считается само собой разумеющимся называть дыханием общий непосредственно измеряемый газообмен. [c.136]

Чтобы процесс фотосинтеза проходил непрерывно, клетки должны быть достаточно насыщены водой. В таких условиях устьица до определенной степени открыты. При этом будут происходить транспирация, газообмен, снабжение листьев в достаточной мере углекислым газом, т. е. процесс фотосинтеза пойдет нормально. [c.151]

Газообмен. Для фотосинтеза и дыхания нужно, чтобы обмен диоксида углерода и кислорода происходил не с окружающим раствором, а с атмосферой. [c.71]

Гибель планктона, при помоци которого идет фотосинтез, ухудшает естественный газообмен между атмосферой и океаном. [c.11]

Применение углекислоты для питания растений основано на процессе фотосинтеза. Листья растений с помощью хлорофилла поглощают углекислоту воздуха и вместе с водой перерабатывают ее в питательные органические вещества, необходимые для их развития и роста. Этот процесс сопровождается выделением кислооода, то есть происходит газообмен на основе дыхания растений. Для усиленного построения органических питательных веществ растения должны получать больше воды и углекислоты. Однако концентрация углекислоты в воздухе незначительна, количество ее, необходимое для процесса фотосинтеза, ограничи. вается 0,008—0,01%. При искусственном добавлении углекислоты и повышении концентрации ее в воздухе можно повысить интенсивность фотосинтеза в 1,5—3 раза. [c.191]

Совокупная деятельность почвенной биоты оценивается по газообмену - выделению углекислоты. Для проведения таких исследований не требуется специально микробиологических знаний дается интегральная оценка с употреблением характерного термина био- та . В продукционной части цикл углерода оценивается интегрально во времени по нетто-продукции, т.е. накопленной массе органиче- ского вещества. Деградационную ветвь можно оценивать по разно- сти между первичной продукцией и нетто-продукцией. Прямыми способами являются определение скорости фотосинтеза по погло- щению СО2, содержание которой в воздухе мало, (а не по выделе- нию О2, как в водных системах), и деструкции - по выделению СО2- дыханию почвы . [c.248]

Современное состояние знаний о фотосинтезе является результатом двухвековой работы ученых. Сначала Пристли (1771 г.), затем Сенебьи (1782 I.) и Соссюр (1804 г.) установили выделение чистого воздуха (кислорода) и накопление углерода при фотосинтезе растений. Буссенго точно определил газообмен растений и первым установил, что при усвоении 6 моль СО2 выделяется 6 моль кислорода. Исключительно важную роль в развитии учения о фотосинтезе сыграли исследования Тимирязева. Он пришел к убеждению, что световая энергия, необходимая для фотосинтеза, поглощается хлорофиллом — сенсибилизатором фотосинтеза. Тимирязев писал Я был первым ботаником, заговорившим о законе сохранения энергии и соответственно с этим заменившим и слово свет выражением лучистая энергия [7]. [c.7]

Однако у вполне активных зеленых тканей фотосинтез слишком интенсивен, по сравнению с дыханием, чтобы такие измерения были возможны. Поэтому Фёклер тормозил фотосинтез у Potomageton lu ens наркотиками в концентрациях, не поражающих дыхания (0,06-процентныи фенилуретан), и измерял газообмен в различных лучах спектра. Самое сильное поглощение кислорода обнаружено на синем свету и почти полное отсутствие поглощения — на зеленом и красном. Одно из возможных, но неправдоподобных объяснений этого результата состоит в том, что фотосинтез полностью тормозится 0,06-нроцентным уретаном, тогда как дыхание тормозится на красном и стимулируется на синем свету. Более вероятно объяснение, что торможение фотосинтеза 0,06-процентным фенилуретаном неполно и доходит приблизительно до компенсационного пункта. Красный и Зеленый свет не действует на дыхание, а синий стимулирует его, вызывая поэтому в итоге поглощение кислорода. [c.577]

При фотосинтезе газообмен идет в противоположном по сравнению с дыханием направлении, т. е. поглощается СОг и выделяется Ог. Ю. Либих в 1842 г. отрицал существование п])0-цесса дыхания у растений. Б настоящее время известно, что достаточно поместить растение в темноту, т. е. исключить процесс фотосинтеза, как сразу же наблюдается чистое дыхание. Одиако, чтобы доказать существование процесса дыхания у растений, были необходимы глубокие исследования. [c.235]

Рис. 4.5. Влияние света низкой интеисивиости иа фотосинтез типичного теие-выносливого растения. В компенсационной точке (130 футо-свечей=0,7 Вт/м ) суммарный газообмен равен нулю количество кислорода, выделившегося при фотосинтезе, равио количеству кислорода, поглощенного в процессе дыхания, а количество фиксированной в процессе фотосинтеза СО2 равно количеству СО2, выделившейся при дыхании.

Буссенго [2] определил фотосинтетический коэффициент и получил величины для между 0,8 и 1,2 со средним, близким к единице. В его измерениях наблюдаемое образование кислорода сравнивалось с наблюдаемым поглош ением двуокиси углерода. Однако уже Ингенхуз знал или подозревал, что растения дышат на свету, так что наблюдаемый днем газообмен яв.т[яется балансом фотосинтеза и дыхания. Расчет истинного фотосинтеза требует поправки на дыхание, которая не может быть получена без некоторых произвольных допуш ений. [c.36]

Азид натрия. В т. I (стр. 327) упоминалось только об одном случайном наблюдении ингибирования фотосинтеза азидом. С того времени действие на газообмен и флуоресценцию hromatium этого типичного яда для катализаторов, содержащих тяжелый металл, было количественно изучено Вассинком, Катцом и Доррештейном [138]. На фиг. 163, А и Б, показаны скорости фоторедукции молекулярным водородом и тиосульфатом как функция концентрации азида. Концентрация, производящая половинное ингибирование, в случае водорода составляет около 0,02% и в случае тиосульфата — около 0,01°/о [c.379]

Влияние на газообмен определяли по интенсивности фотосинтеза либо целых растений в камерах из плексигласа (см. разд. 1.1.3), либо одиночных листьев в специальных листовых камерах (Guderian, 1970). Как абсолютные, так и дифференциальные измерения (Egie, 1960) проводили при помощи инфракрасных анализаторов газов ( Унор и 15А , выпускаемых фирмами Майхак и Бекман, соответственно). Величину абсолютного обмена СОг в единицу времени рассчитывали как произведение разности концентраций СОг во входящем и выходящем воздухе и скорости обмена воздуха и выражали в мг СОг/дм площади листа в единицу времени. [c.24]

Паренхимные клетки мезофилла содержат специализированные органеллы — хлоропласты, — осуществляющие фотосинтез. В хлоропластах находится хлорофилл. У двудольных клетки палисадной паренхимы мезофшша, содержащие больше хлоропластов, располагаются вблизи верхней поверхности листа, что обеспечивает максимальное улавливание света. Сравнительно большая длина этих клеток увеличивает возможности поглощения света. Хлоропласты находятся по периферии клеток палисадной паренхимы. Это позволяет им поглощать максимально возможное количество света и облегчает газообмен. Хлоропласты обладают фототаксисом, т. е. они перемещаются в клетке по направлению к свету. У двудольных губчатая паренхима мезофилла имеет обширные межклетники для эффективного газообмена. [c.341]

Компенсационным пунктом можно также назвать ту концентрацию Og, при которой газообмен становится равным нулю при данной интенсивности света (см. гл. XXVII), или температуру, при которой газообмен равен нулю при данной комбинации параметров / и [СОд] (см. гл. XXXI), но в обоих этих смыслах указанный термин употребляется редко. Иногда обозначение верхний компенсационный пункт применяется к точке второго перекрещивания кривых фотосинтеза и дыхания, которое может иметь место или при очень высокой интенсивности света, или при температурах выше оптимальной (см. гл. XXXI). [c.407]

Для этого процесса требуется меньше квантов, чем для полного фотосинтеза. Важно отметить, что такое перехватывание продуктов дыхания на полпути не привело бы к отклонению отношения ДОд/ДСОз от нормальной величины (около 1), поскольку газообмен, измеренный при слабом свете, соответствует лишь нормальному дыханию (т. е. дыханию вне хлоропластов). Кальвин предположил на основании опытов с что пересечение дыхания и фотосинтеза происходит [c.555]

Однако процесс фотосинтеза включает не только обмен углекислоты, но и обмен кислорода. В последнее время удалось экспериментально разделить эти две стороны фотосинтетического газообмена и наблюдать выделение кислорода без одновременного поглощения углекислоты (реакция Хилла). Исследования, проведенные в естественных условиях, показали, что газообмен растения представляет собой более сложное явление, чем только поглощение углекислоты, сопровождающееся выделением кислорода на свету, й выделение углекислоты при поглощении кислорода в темноте. С. П. Костычев (Коз1у8сЬе , 1931) обратил внимание на выделение углекислоты на свету. Позднее это явление было обнаружено у целого ряда растений. [c.62]

Устьица позволяют осуществляться газообмену. Диоксид углерода необходим для фотосинтеза, а кислород является побочным продуктом. У двудольных устьица расположены главным образом на затененной нижней стороне листа, что сводит к минимуму потери воды при транспирации. Замыкающие клетю [c.340]

Через систему заполненных воздухом межклетников идет газообмен между живыми клетками и внещней средой, с которой связывают эту систему устьица (особые поры листа) или чечевички (специализированные щели в стеблях древесных пород). По этим межклетникам к живым клеткам поступают кислород для дькания и диоксид углерода для фотосинтеза. Особенно развита система воздухоносных межклетников в губчатой паренхиме. [c.222]

Однако, для того чтобы клетка сохраняла надлежащую жизнеспособность, содержание влаги в ее протопласте не должно выходить за определенные, достаточно жесткие пределы. Хотя количество выпадающих осадков и влажность почвы сильно колеблются, зеленому растению удается поддерживать свою оводненность на относительно постоянном уровне. Это достигается благодаря сокращению потерь на испарение, когда воды пехватает. Растения непрерывно поглощают воду из окружающей среды и часть этой воды испаряют. Транспирация — испарение воды надземными органами растения — есть неизбежное следствие самого строения листа. Предназначенный для эффективного фотосинтеза лист —это обычно крупный, плоский, насыщенный влагой орган, пронизанный множеством пор, сооб-П1ающихся с разветвленной сетью воздушных ходов. На солнце такой орган неизбежно теряет много воды. Вода испаряется с поверхности влажных клеток мезофилла, диффундирует по межклетникам и выходит наружу через открытые устьица. Закрывание устьиц при недостатке воды может сокращать потребность зеленого растения в воде, причем очень сильно — до небольшой доли от потребности, свойственной ему, когда устьица открыты. Однако закрывание устьиц влечет за собой и нежелательные последствия нарушается газообмен между атмосферой [c.169]

При уплотнении и переувлажнении почвы воздух вытесняется из почвенной среды и возникают аноксичные условия. Большинство растений не способно транспортировать кислород и углекислый газ между своими органами, поэтому в условиях аноксии они не могут нормально развиваться, поскольку корни, так же как и надземные части растений в темновой стадии фотосинтеза, должны поглощать кислород. Следовательно, необходима аэрация почвенной среды. Обильная корневая система способствует разрыхлению почвы и облегчает газообмен между различными горизонтами почвенного покрова. [c.148]

Однако, когда почва высыхает, к этому водному дефициту, обусловленному дневным отставанием поглощения от транспирации, присоединяется основной уровень недостатка влаги, определяемый величиной Тд]. В этих условиях начинается ускоренное разрушение =РНК (а возможно, и ДНК), хотя синтез РНК может продолжаться и интенсивность клеточного деления сама по себе может снижаться относительно медленно [2451. Первоначально тенденция к подавлению метаболизма проявляется только в течение дневного периода максимального водного дефицита однако этот период с каждым днем становится все длиннее. В этом время в связи с закрыванием устьиц замедляется транспирация и возрастает температура листа. Закрывание устьиц ухудп1ает газообмен и таким путем приводит к ослаблению фотосинтеза. На суммарный фотосинтез могут также влиять снижение тургора и усиление дыхания, наблюдающиеся во время фазы реакции при наступлении засухи [104, 7341. По мере падения тур-тора должно все более замедляться увеличение размеров клеток, а следовательно, и увеличение листовой поверхности. Все эти факторы приводят в конце концов к постепенному снижению скорости роста. [c.312]

Особенно страдают водные экосистемы от нефтяной пленки на поверхности воды. Так, только 1 т нефти может покрыть тонким слоем площадь поверхности воды в 1200 га. Нефтяная пленка нарушает газообмен между водной поверхностью и атмосферой. Даже тончайшая мономолекулярная пленка заметно снижает интенсивность фотосинтеза одноклеточных водорослей планктона, угнетает развитие нейстонных сообществ, препятствует доступу воздуха личинкам рыб. Нефтепродукты отрицательно влияют и на развитие водной растительности. Затрудняется прохождение солнечного света в толщу воды, что угнетает жизнедеятельность водных организмов, подавляет фотосинтез и образование кислорода в воде. [c.207]

Выделяющийся в процессе фотосинтеза кислород попадает в окружающую среду через устьица, пройдя путь от поверхности клетки мезофилла до подустьичной полости по одному из связанных с ней воздушных ходов. Закрывание устьиц, вызванное ослаблением тургора замыкающих клеток, прекращает этот газообмен, но не подавляет полностью ни фотосинтеза, ни дыхания, поскольку и внутри листа эти процессы взаимно питают друг друга, будучи замкнуты в цикл, так что кислород или СО2, выделяющиеся в одном из них, поглощаются в другом. Фотосинтез, однако, в этих условиях (т. е. при закрытых устьицах) ограничен объемом, дыхания, тогда как в оптимальных условиях он может происходить с интенсивностью, превышающей максимальную интенсивность дыхания в 10 и даже 20 раз. [c.112]

Верхняя и нижняя кора выполняют защитную функцию и принимают участие в газообмене лишайника с внешней средой. Альгальный слой участвует в процессе фотосинтеза и накапливает продукты ассимиляции. Сердцевина обеспечивает аэрацию водорослевого слоя, участвует в прикреплении таллома к субстрату. [c.249]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология