<< Рефераты | << Ботаника | 

Питание растений из воздуха. Фотосинтез


Питание

- сложный физиологический процесс, свойственный всем живым организмам. Растения, в отличии от животных и человека являются автотрофными организмами и имеют 2 способа питания:

а) корневое,

связанное с поглощением воды и минеральных веществ из почвы;

б) воздушное,

связанное с поглощением углекислого газа из воздуха и выделением кислорода в атмосферу (в настоящее время известно, что листья поглощают также воду и минеральные соли - на этом основана корневая подкормка). Чтобы эти вещества пошли на построение тела растительного организма, они должны сначала превратиться в органические (крахмал, белки и др.). Животные, человек - по способу питания гетеротрофные организмы (питающиеся готовыми органическими веществами).

Отличительная особенность зеленого растения - способность на свету создавать органические вещества из неорганических

. Этот процесс называется фотосинтезом. Исходные вещества для него - диоксид углерода и вода, энергией служит солнечный свет. Органическое вещество может синтезироваться только в хлоропластах листа и зеленых частях стебля. Ведущая роль в этом процессе принадлежит зеленому пигменту хлорофиллу, в состав которого входит атом магния. Суммарным выражением фотосинтеза является реакция:
                          6СО2 + 6Н2О + энергия = С6Н12О6 + 6О2.
Получившаяся, таким образом, глюкоза впоследствии превращается в более сложные углеводы (в т. ч. в крахмал). Источником энергии для фотосинтеза служат преимущественно красные лучи спектра. Процесс фотосинтеза протекает сложно и многоступенчато. Он складывается из ряда последовательных реакций, часть которых протекает на свету, часть в темноте.

В световую фазу энергия солнечного света передается в форме фотонов или квантов. Проникая в хлоропласт, они поглощаются хлорофиллом и переводят некоторые его электроны со стабильного энергетического уровня на более высокий. Так возникают возбужденные светом электроны (е-), которые способны отрываться от молекул хлорофилла и попадать на молекулы веществ - переносчиков электронов, а затем по замкнутой цепи возвращаться на свой основной уровень, отдав при этом энергию на синтез АТФ. Новая порция света вновь возбуждает электроны хлорофилла. Энергия же связей синтезированной и накопленной АТФ тратится в дальнейшем на различные ассимиляционные процессы.

В клетках листа и в межклеточных пространствах всегда есть некоторое количество ионов н+ и он-, образующихся в результате диссоциации Н2О, которая происходит под влиянием света.

Процесс разложения Н2О под влиянием света называется фотолизом.

Некоторые возвращающиеся на свой стабильный уровень электроны (е-) захватываются ионами водорода и превращаются в атомы: н+ + е- = н. Атомы водорода присоединяются к находящемуся в клетке органическому веществу: никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ), переводя его в восстановленное состояние - НАДФ*Н2. Ионы гидроксила, потеряв свой противоион, отдают электроны молекулам других веществ и превращаются в основной радикал ОН (он- - е- =он). Радикалы ОН активны и, взаимодействуя между собой, образуют перекись водорода (Н2О2) нестойкое соединение, на свету разлагающееся на Н2О и атомный кислород. Атомы кислорода соединяются в молекулы кислорода, которые выделяются во внешнюю среду через устьица листа.

Следовательно, в световую фазу фотосинтеза протекают 3 процесса:

1) синтез АТФ;
2) фотолиз воды;
3) восстановление НАДФ до НАДФ*Н2.

Восстановленные НАДФ*Н2 участвуют в карбоксилировании диоксида углерода, поступающего через устьица из воздуха. При этом СО2, соединясь с водородом, образует карбоксильные группы СООН. Из них получается первичное органическое вещество (С6Н2О6 - глюкоза). Все эти ферментативные реакции завершаются получением фосфоглицериновой кислоты (ФГК), которая восстанавливается, присоединяя атомы водорода в фосфоглицериновый альдегид (ФГА). При участии ферментов он образует глюкозу, превращающуюся в первичный крахмал. Днем крахмал накапливается в хлорофилловых зернах, а ночью при действии фермента диастазы первичный крахмал переходит в сахар, который оттекает из листьев по флоэме в корень, стебель, плоды, семена и здесь откладывается в виде запасного питательного вещества - вторичного крахмала. Таким образом, процесс карбоксилирования диоксида углерода и образование органических веществ представляет собой темновую фазу фотосинтеза, в которой используется энергия АТФ (как и в световую фазу). В процессе фотосинтеза кроме углеводов образуются также жиры и белки, но вначале синтезируются мономеры этих соединений (аминокислоты, глицерин и жирные кислоты).

Ежегодно зеленые растения запасают в виде химических связей столько энергии, сколько могли бы выработать 200000 таких электростанций, как Куйбышевская. Растения всей Земли ежегодно образуют около 40 млрд. т. органических веществ. Велика роль зеленого растения, как поставщика кислорода на Земле, выделяемого в процессе фотосинтеза. Ежегодно растения выделяют в атмосферу 460 млрд. тонн кислорода.

Выводы:
1. Растения в процессе фотосинтеза образуют органические вещества, значит, растения обеспечивают пищей животных и человека.
2. Велика роль зеленых растений в образовании на Земле атмосферы, необходимой для человека и других живых организмов.
3. На процесс фотосинтеза (подавляет его) оказывает влияние загрязнения воздуха.
4. Зная закономерности фотосинтеза, человек может управлять этим процессом.
5. Фотосинтез способствовал созданию на нашей планете атмосферы, пригодной для жизни.

<< Рефераты | << Ботаника | 
Business Key Top Sites Боевые искусства, Каллиграфия, Литература, Изобразительное искусство Мастерская Интернет-Технологий