Уникальные студенческие работы


Реферат на тему что такое фотосинтез

Сохрани ссылку в одной из сетей: Это процесс производства пищи, от которого зависят все живые существа - растения, животные и человек. У всех наземных растений реферат на тему что такое фотосинтез у большей части водных в ходе фотосинтеза выделяется кислород. Некоторым организмам, однако, свойственны другие виды фотосинтеза, проходящие без выделения кислорода. Главную реакцию фотосинтеза, идущего с выделением кислорода, можно записать в следующем виде: К органическим веществам относятся все соединения углерода за исключением его оксидов и нитридов.

В наибольшем количестве образуются при фотосинтезе такие органические вещества, как реферат на тему что такое фотосинтез в первую очередь сахара и крахмаламинокислоты из которых строятся белки и, наконец, жирные кислоты которые в сочетании с глицерофосфатом служат материалом для синтеза жиров.

Из неорганических веществ для синтеза всех этих соединений требуются вода Н2О и диоксид углерода СО2. Для аминокислот требуются, кроме того, азот и сера. Растения могут поглощать эти элементы в форме их оксидов, реферат на тему что такое фотосинтез NO3- и сульфата SO42- или в других, более восстановленных формах, таких, как аммиак NH3 или сероводород сульфид водорода H3S.

В состав органических соединений может включаться при фотосинтезе также фосфор растения поглощают его в виде фосфата ионы металлов - железа и магния. Марганец и некоторые другие элементы тоже необходимы для фотосинтеза, но лишь в следовых количествах. У наземных растений все эти неорганические соединения, за исключением СО2, поступают через корни.

СО2 поступает в листья, а О2 выделяется из них через небольшие отверстия в эпидермисе, называемые устьицами. Открывание и закрывание устьиц регулируют особые клетки - их называют замыкающими - тоже зеленые и способные осуществлять фотосинтез.

Когда на замыкающие клетки падает свет, в них начинается фотосинтез. Накопление его продуктов вынуждает эти клетки растягиваться. При этом устьичное отверстие открывается шире, и СО2 проникает к нижележащим слоям листа, клетки которых могут теперь продолжать фотосинтез. Устьица регулируют испарение воды листьями, т. Водные растения добывают все необходимые им питательные вещества из воды, в которой живут. СО2 ион бикарбоната HCO3- тоже содержатся и в морской, и в пресной воде.

Водоросли и другие водные растения получают их непосредственно из воды. Свет в фотосинтезе играет роль не только катализатора, но и одного из реагентов. Значительная часть световой энергии, используемой растениями при фотосинтезе, запасается в виде химической потенциальной энергии в продуктах фотосинтеза. Для фотосинтеза, идущего с выделением кислорода, в той или иной мере пригоден любой видимый свет от фиолетового длина волны 400 нм до среднего красного 700 нм.

При некоторых видах бактериального фотосинтеза, не сопровождающегося выделением O2, может эффективно использоваться свет с большей длиной волны, вплоть до дальнего красного 900 нм. Выяснение природы фотосинтеза началось еще во времена зарождения современной химии.

  1. Значение фотосинтеза не осознавалось до сравнительно недавнего времени. К самому неожиданному, но правильному предположению о воздушном питании растений ученые пришли лишь к началу девятнадцатого века.
  2. Кроме того, воздух, которым мы дышим, благодаря фотосинтезу насыщается кислородом.
  3. Растение регулирует процесс испарения воды посредством работы устьиц. Ван Ниль обнаружил, что для этих бактерий уравнение фотосинтеза может быть записано как.
  4. Свободный кислород, также образующийся в процессе фотосинтеза, выделяется в атмосферу.
  5. Из жирных кислот и глицерина возникают жиры и масла, которые служат для растения, главным образом, запасными веществами.

Пристли 1772Я. Ингенхауза 1780Ж.

  • С растений начинаются практически все пищевые цепи;
  • Химическая природа и характер действия дегидрогеназ;
  • Темновая стадия протекает, как принято считать, в строме.

Сенебье 1782а также химические исследования А. Лавуазье 1775, 1781 позволили сделать вывод, что растения превращают диоксид углерода в кислород и для этого процесса необходим свет. Роль воды оставалась неизвестной до тех пор, пока на нее не указал в 1808 Н.

В своих очень точных экспериментах он измерял прирост сухого веса растения, растущего в горшке с землей, а также определял объем поглощенного диоксида углерода и выделенного кислорода. Соссюр подтвердил, что весь углерод, включенный растением в органические вещества, происходит из диоксида углерода. В то же время он обнаружил, что прирост сухого вещества растения был больше, чем разность между весом поглощенного диоксида углерода и весом выделенного кислорода.

Поскольку реферат на тему что такое фотосинтез почвы в горшке существенно не изменялся, единственным реферат на тему что такое фотосинтез источником увеличения веса следовало считать воду. Так было показано, что одним из реагентов в фотосинтезе является вода. Значение фотосинтеза как одного из процессов превращения энергии не могло быть оценено до тех пор, пока не возникло само представление о химической энергии.

Майер пришел к выводу, что при фотосинтезе световая энергия переходит в химическую потенциальную энергию, запасаемую в его продуктах. Он происходит только в растениях.

Фотосинтез

В ходе фотосинтеза растение вырабатывает из неорганических веществ необходимые для всего живого органические вещества. Диоксид углерода, содержащийся в воздухе, проникает в лист через особые отверстия в эпидермисе листа, которые называют устьицами; вода и минеральные вещества поступают из почвы в корни и отсюда транспортируются к листьям по проводящей системе растения. Энергию, необходимую для синтеза органических веществ из неорганических, поставляет Солнце; реферат на тему что такое фотосинтез энергия поглощается пигментами растений, главным образом хлорофиллом.

  1. Миллиарды лет назад на земле не было свободного кислорода. Задачу эту выполняет ферментная система, которая переносит концевую фосфатную группу АТФ на один из атомов кислорода карбоксильной группы образуется группа , то есть ФГК превращается в дифосфоглицериновую кислоту.
  2. Рассмотрение этого вопроса следует начать с фотосистемы II, где энергия света утилизируется реакционным центром P680.
  3. В каждой из таких связей один электрон поставляет атом кислорода, а второй электрон поставляется другим атомом, участвующим в образовании связи. Свет в фотосинтезе играет роль не только катализатора, но и одного из реагентов.
  4. Из неорганических веществ для синтеза всех этих соединений требуются вода Н2О и диоксид углерода СО2. Фотосинтез галобактерий Единственный известный в природе нехлорофилльный способ запасания энергии света осуществляют бактерииHalobacterium halobium.

В клетке синтез органических веществ протекает в хлоропластах, которые содержат хлорофилл. Свободный кислород, также образующийся в процессе фотосинтеза, выделяется в атмосферу. Суммарный итог химических реакций фотосинтеза может быть описан для каждого из его продуктов отдельным химическим уравнением. Для простого сахара глюкозы уравнение имеет следующий вид: Уравнение показывает, что в зеленом растении за счет энергии света из шести молекул воды и шести молекул диоксида углерода образуется одна молекула глюкозы и шесть молекул кислорода.

Глюкоза - это лишь один из многих углеводов, синтезируемых в растениях. Ниже приведено общее уравнение реферат на тему что такое фотосинтез образования углевода с n атомами углерода в молекуле: Уравнения, описывающие образование других органических соединений, имеют не столь простой вид. Для синтеза аминокислоты требуются дополнительные неорганические соединения, как например при образовании цистеина: Роль света как реагента в процессе фотосинтеза легче доказать, если обратиться к другой химической реакции, а именно к горению.

Глюкоза - одна из субъединиц целлюлозы, главного компонента древесины. Горение глюкозы описывается следующим уравнением: Это уравнение представляет собой обращение уравнения фотосинтеза глюкозы, если не считать того, что вместо световой реферат на тему что такое фотосинтез выделяется главным образом тепло. По закону сохранения энергии, если при горении энергия выделяется, то при обратной реакции, то есть при фотосинтезе, она должна поглощаться.

Биологический аналог горения - дыхание, поэтому дыхание описывается тем же уравнением, что и небиологическое горение. Для всех живых клеток, за исключением клеток зеленых растений на свету, источником энергии служат биохимические реакции. Дыхание - главный биохимический процесс, высвобождающий энергию, запасенную в ходе фотосинтеза, хотя между этими двумя процессами могут лежать реферат на тему что такое фотосинтез пищевые цепи. Постоянный приток энергии необходим для любого проявления жизнедеятельности, и световая энергия, которую фотосинтез преобразует в химическую потенциальную энергию органических веществ использует на выделение свободного кислорода, - это единственно важный первичный источник энергии для всего живого.

Живые клетки затем окисляют "сжигают" эти органические вещества с помощью кислорода, и часть энергии, высвободившейся при соединении кислорода с углеродом, водородом, азотом и серой, запасают для использования в различных процессах жизнедеятельности, таких, как движение или рост. Соединяясь с перечисленными элементами, кислород образует их оксиды - диоксид углерода, воду, нитрат и сульфат.

Тем самым цикл завершается. Почему свободный кислород, единственным источником которого на Земле реферат на тему что такое фотосинтез фотосинтез, так необходим для всего живого? Причина заключается в его высокой реакционной способности.

В электронном облаке нейтрального атома кислорода на два электрона меньше, чем требуется для наиболее стабильной электронной конфигурации. Поэтому у атомов кислорода сильно выражена тенденция к приобретению двух дополнительных электронов, что достигается путем объединения образования двух связей с другими атомами.

Атом кислорода может образовать две связи с двумя разными атомами или образовать двойную связь с одним каким-нибудь атомом. В каждой из таких связей один электрон поставляет атом кислорода, а второй электрон поставляется другим атомом, участвующим в образовании связи. В молекуле воды Н2Онапример, каждый из двух атомов водорода поставляет для образования связи с кислородом свой единственный электрон, удовлетворяя тем самым свойственное кислороду стремление к приобретению двух дополнительных электронов.

Фотосинтез растений

В молекуле СО2 каждый из двух атомов кислорода образует двойную связь с одним и тем же атомом углерода, имеющим четыре связующих электрона. Таким образом, и в Н2О и в СО2 у атома кислорода столько электронов, сколько необходимо для стабильной конфигурации.

  • Тимирязев доказал, что источником энергии для фотосинтеза служат преимущественно красные лучи спектра;
  • Значительное количество энергии запасается еще и другим способом, а именно в форме АТФ аденозинтрифосфата.

Если, однако, два атома кислорода соединяются друг с другом, то электронные орбитали этих атомов допускают возникновение только одной связи.

Потребность в электронах оказывается, таким образом, удовлетворена только наполовину. Органические продукты фотосинтеза, например углеводы, СН2О n, вполне стабильны, поскольку в них каждый из атомов углерода, водорода и кислорода получает столько электронов, сколько необходимо для образования наиболее стабильной конфигурации.

Процесс фотосинтеза, реферат на тему что такое фотосинтез результате которого образуются углеводы, превращает, следовательно, два очень стабильных вещества, СО2 и Н2О, в одно вполне стабильное, СН2О n, и одно менее стабильное, О2. Накопление в результате фотосинтеза огромных количеств О2 в атмосфере и его высокая реакционная способность определяют его роль универсального окислителя. Когда какой-нибудь элемент отдает электроны или атомы водорода, мы говорим, что этот элемент окисляется.

Присоединение электронов или образование связей с водородом, как у атомов углерода при фотосинтезе, называют восстановлением. Используя эти понятия, фотосинтез можно определить как окисление воды, сопряженное с восстановлением диоксида углерода или других неорганических оксидов. Световая и темновая стадии. В настоящее время установлено, что фотосинтез протекает в две стадии: Световая стадия - это процесс использования света для расщепления воды; при этом выделяется кислород и образуются богатые энергией соединения.

Темновая стадия включает группу реакций, в которых используются высокоэнергетические продукты световой стадии для восстановления СО2 до простого сахара, то есть для реферат на тему что такое фотосинтез углерода. Поэтому темновую стадию называют также стадией синтеза.

Термин "темновая стадия" означает лишь то, что свет в ней непосредственно не участвует. Современные представления о механизме фотосинтеза сформировались на основе исследований, проведенных в 1930-1950-х годах. До этого на протяжении многих лет ученых вводила в заблуждение на первый взгляд простая, однако неверная гипотеза, согласно которой О2 образуется из СО2, а освободившийся углерод реагирует с Н2О, в результате чего и образуются углеводы.

В 1930-х годах, когда выяснилось, что у некоторых серных бактерий кислород при фотосинтезе не выделяется, биохимик К. У серных бактерий реакция протекает следующим образом: Реферат на тему что такое фотосинтез О2 эти организмы образуют серу. Ван Ниль пришел к заключению, что все виды фотосинтеза можно описать уравнением где Х - кислород в фотосинтезе, идущем с выделением О2, и сера в фотосинтезе серных бактерий.

Ван Ниль также предположил, что этот процесс включает две стадии: Эту гипотезу подкрепило открытие физиолога Р. Он обнаружил, реферат на тему что такое фотосинтез разрушенные или частично инактивированные клетки способны на свету осуществлять реакцию, в которой кислород выделяется, но СО2 не восстанавливается ее назвали реакцией Хилла.

Чтобы эта реакция могла идти, требовалось добавить какой-нибудь окислитель, способный присоединять электроны или водородные атомы, отдаваемые кислородом воды.

  • В состав органических соединений может включаться при фотосинтезе также фосфор растения поглощают его в виде фосфата и ионы металлов - железа и магния;
  • К тому же, фотосинтез играет важнейшую роль в круговороте углерода в природе;
  • Все тилакоидные мембраны состоят примерно из равного количества белков и липидов.

Один из реагентов Хилла - это хинон, который, присоединив два атома водорода, превращается в дигидрохинон. Так было показано, что переход водородных атомов от кислорода воды на углерод может совершаться в форме независимого движения электронов ионов водорода.

VK
OK
MR
GP