Într-adevăr, ciclul total de organisme schimb de materie și energie pot fi reprezentate în mod simplist ca ciclul de inițiere formarea de molecule de carbohidrat tip complex de CO2 și apă în fotosinteza plantelor, urmat de produși de degradare a fotosintezei din nou la CO2 și apă în procesul de respirație în acest organism. Astfel, scăderea entropiei are loc numai la momentul excitației electronice a moleculelor de clorofilă datorită absorbției organismelor fotosintetice purtătoare de energie liberă net - raze de soare. în urma căreia reacțiile fotosintetice primare de formare a substanțelor consumatoare de energie devin posibile. Toate procesele biochimice ulterioare sunt ireversibile și merg doar cu o creștere [c.297]
Apa este împărțită în elemente, ceea ce creează o sursă de atomi de hidrogen pentru a restabili CO2 în glucoză și oxigenul gazos nedorit este eliberat în atmosferă. Energia necesară pentru punerea în aplicare a acestui proces foarte productiv. este asigurată de lumina soarelui. În cele mai vechi forme de fotosinteză bacteriană, nu apă, ci hidrogen sulfurat, H28, substanțe organice sau hidrogen gazos în sine a fost folosit ca sursă de reducere a hidrogenului. Dar accesibilitatea ușoară a apei a făcut ca această sursă să fie cea mai convenabilă, iar acum este utilizată de toate plantele alge și plantele verzi. Cele mai simple organisme. în care se efectuează fotosinteza cu eliberarea de O2, sunt algele albastru-verde. Este mai corect să le numim numele modern de cianobacterii, deoarece este cu adevărat bacterii care au învățat să-și extragă propria hrană din CO2, H2O și lumina soarelui. [C.335]
Algele unicelulare pot crește în absența fotosintezei pe glucoză ca sursă de carbon. În aceste condiții, glucoza este metabolizată în acetat, care este utilizat pentru biosinteza componentelor celulare. Dacă celulele cultivate în absența fotosinteză, ca singura sursă de apă pentru a utiliza oxidul de deuteriu) Ia (apă) și ca sursă de carbon - convențional H] -Glucoză, distribuția H și molecule caroten și clorofilă produse vor fi definite strict. În cazul în care transferul la condițiile de cultură care permit această fotosinteză (+ lumina CO ca sursă de carbon), apoi cu timpul se va schimba natura distribuției etichetei în pigmenți (sursa de apa este oxid de deuteriu.) [C.399]
În mod similar, sa arătat că radicalii liberi se formează și dispar în procesul de oxidare enzimatică. Radicalii liberi au fost detectați prin metoda EPR și în procesul de fotosinteză în timp ce fixează dioxidul de carbon cu alge marine. caracterul radicalilor care decurg din aceasta depinde de lungimea de undă a luminii utilizate pentru fotosinteză. [C.366]
Cloroplastele sunt situate în straturile superficiale ale algei, provocând efectul maxim al luminii necesare fotosintezei. [C.52]
În cele din urmă, toate stocurile de nutrienți sunt epuizate. și dacă lumina necesară fotosintezei nu apare, atunci planta va muri. Cu toate acestea, merită plasată planta într-o cameră luminoasă. cum va începe dezvoltarea normală a tuturor organelor. Semnificația biologică a etiolării constă în faptul că asigură o creștere maximă în lungime (la lumină) cu un consum minim de substanțe organice. pe care planta nu le poate obține datorită fotosintezei. [C.272]
Emerson a efectuat spectrele de acțiune de cercetare și randamentul cuantic al fotosintezei, în diferite părți ale spectrului a arătat că randamentul cuantic al fotosintezei în Chlorella scade practic la zero atunci când excitat de lumina de 700 nm de fotosinteză, în timp ce banda de absorbție a clorofilei și se extinde până la 800 nm. Adaos la lumina roșie departe de 700 nm cu unde scurte suplimentare (> 670 nm) a crescut dramatic randamentul cuantic al fotosintezei. În același timp, intensitatea fotosintezei. excitat prin două grinzi monocromatice simultan devine mai mare decât suma intensităților fotosinteza aceluiași obiect, excitat de fiecare dintre grinzile separat. Principalele rezultate ale experimentelor Emerson pot fi formulate după cum urmează >> raze de lungime de undă 690 nm, deși clorofilă absorbit, dar această lumină este mai puțin eficientă decât porțiunile de lungimi de undă scurtă a spectrului (400 nm). [C.153]
În cazul semănatului dens, în cazul în care CO2 este utilizat mai repede decât stocul său, se poate umple, ca rezultat al difuziei din aer peste însămânțare, dioxid de carbon. ca lumina, poate limita fotosinteza (vezi Figura 4.5). Vântul accelerează amestecarea aerului în cultură cu o atmosferă liberă și, astfel, completează cantitatea de CO2 din cultură (Figura 14.10). Indiferent dacă fotosinteza este limitată de lumină sau CO2, depinde de intensitatea luminii. densitatea stării plantelor și viteza vântului. În sistemele închise. cum ar fi o seră, poate fi practic să se îmbogățească CO2 (de obicei obținut prin arderea gazului sau a petrolului), dar este evident imposibil în domeniu. Împreună cu creșterea fotosintezei, adăugarea de CO2 conduce la o scădere a fotorespirației, deoarece crește raportul dintre CO2 / Og. Aceasta este pro [c.421]
Este bine cunoscut cât de importantă este reacția fotosintezei. care constă în restabilirea CO2 a hidrocarburilor în detrimentul energiei. închis în fotoni de lumină vizibilă [c.189]
Cele mai importante reacții fotochimice de acest tip sunt, fără îndoială, reacții fotosintetice. care curge în plante. K. A. Timiryazev, ca urmare a studiului atent al acestui fenomen. cu certitudine a stabilit că sinteza carbohidraților din dioxid de carbon și apă este efectuată de plante datorită energiei solare. absorbită de acestea și că legea conservării energiei este pe deplin aplicabilă acestui proces. Lucrările lui KA Timiryazev au lovit decisiv teoriile idealiste, conform cărora o asemenea sinteză apare sub influența unei forțe vitale speciale. [C.501]
Acest proces se datorează energiei solare. absorbita de pigmentul verde continut in plante - clorofila. Fotosinteza este de o importanță capitală pentru menținerea vieții pe pământ, deoarece numai ca urmare a acestui proces este reaprovizionarea rezervelor de oxigen și rezerve alimentare. Procesul este foarte stratificat și constă dintr-un set de etape fotochimice și întunecate. dintre care multe sunt încă neclare. [C.242]
Mult mai bine - și practic nu este deloc dificil - să studieze forma suprafeței. format din toate aceste curbe. Marginea dreaptă a suprafeței este regiunea în care limitarea fotosintezei este afectată cel mai mult de concentrația de CO2, adică acolo unde asimilarea crește rapid cu o creștere a concentrației de CO2 și doar puțin, cu o creștere a intensității luminii. Marginea stângă a suprafeței, dimpotrivă, este regiunea celei mai mari limitări a fotosintezei prin lumină. Dacă ne mișcăm de-a lungul părții medii a suprafeței de la marginea de sus în sus, aici atât concentrația de CO2, cât și intensitatea luminii măresc rata de fotosinteză în aproximativ același grad. astfel încât la valori ridicate ale ambilor factori, se atinge viteza maximă. Trebuie menționat faptul că, chiar și în partea de mijloc a suprafeței, creșterea ratei de asimilare se încetinește treptat, cu o creștere a concentrației de CO2 și a intensității luminii. Acest lucru se datorează probabil faptului că un alt factor (probabil temperatura) este într-o oarecare măsură limitat. Dacă nivelurile tuturor factorilor externi au crescut simultan în același grad, viteza de fotosinteză ar atinge un maxim, valoarea cărora ar fi determinată de mecanismul intern. adică viteza ar fi complet limitată de un factor intern. de exemplu, cantitatea enzimei. Orice creștere suplimentară a nivelului factorilor externi nu va avea nici efect, nici nu duce la o scădere a ratei de fotosinteză, adică efectul ar fi dăunător plantei. Situația este în continuare complicată de faptul că, la temperaturi ridicate, viteza de fotosinteză poate să scadă în timp (a se vedea capitolul VII). [C.135]
În plus, oxigenul gazos este amestecat cu apă ca rezultat al aerării care are loc. dacă apa cade de la baraje, curge prin bolovani și alte obstacole, ducând la spumă apă-aer. Oxigenul gazos intră în rezervoare naturale ca urmare a fotosintezei, un proces în care plantele verzi din planctonul oceanesc sintetizează carbohidrații de dioxid de carbon și apă de la lumina directă a soarelui. În timpul zilei, plantele acvatice verzi sintetizează constant zaharuri. De asemenea, se produce oxigen gazos. care este eliberat din plante acvatice în apa din jur. Ecuația chimică totală. care descrie formarea de glucoză ((L5H1205) și oxigen în fotosinteză, poate fi reprezentată după cum urmează [c.58]
Plantele absorb lumina pe oxidul de dioxid de carbon (IV). Procesul de asimilare a acestui oxid. pods și săruri minerale sub influența energiei solare cu formarea carbohidraților. proteine și grăsimi se numește fotosinteză. Anual, flora lumii consumă aproximativ 10 kg de carbon. În același timp, dioxidul de carbon replenează continuu atmosfera datorită activității vitale a animalelor și plantelor, activităților industriale umane, proceselor de descompunere ale compușilor organici și activității vulcanice. Ca rezultat, există un ciclu constant de carbon în natură. [C.131]
În ciuda faptului că nu are nici o legătură directă cu transportul de fier și oxigen, trebuie menționat de la primirea modelelor biomimetice sintetice speciale pereche bacterioclorofilă și [247], deoarece în procesul de fotosinteză în timpul absorbției inițiale a centrului de reacție a luminii de asociati clorofilei moleculare a plantelor verzi și bacterii fotosintetice . aparent, există o oxidare a moleculelor de pereche speciale de clorofilă. Derivați dimetici ai clorofilei. prezentat în Fig. 6.6, în care macrociclurile p-firine sunt legate printr-o legătură covalentă simplă. prezintă anumite proprietăți fotochimice care modelează clorofila asociată specifică in vivo. [C.373]
Acest proces necesită costuri de energie. Sursa sa în fotosinteză este lumina soarelui. În plus, elementul necesar al acestui proces este participarea catalizatorului - pigmentul verde al plantei - a clorofilei. Studiul acestei substanțe este una din paginile dramatice din istoria chimiei. Pe acest site numele glorios al lui K.A. Timiryazev. MS Culori, R. Wilstetter, G. Fischer, R. Woodward. Robert Woodward nu numai că a finalizat studiul structurii cloro-fie.phi, dar a reușit să-și realizeze sinteza completă [c.258]
Procesele de fotosinteză au fost studiate în detaliu de mai mulți ani, dar nu pot fi considerate clar definite definitiv. În mod deosebit controversat este prima etapă a fotosintezei - formarea unui produs primar reducător sub influența luminii. Știm că acest lucru necesită o colorare verde-clorofilă și o colorare a clorofilei bacteriene joacă un rol adecvat în unele bacterii asimilate. Este posibil ca și alți pigmenți să fie necesari pentru procesele de asimilare, iar opinia a exprimat în repetate rânduri că carotenul participă la procesele de asimilare. [C.983]
Alte reprezentări ale fotosintezei dezvoltă Warburg 2. Potrivit lui, fotosinteza constă în reacții întunecate în primul dintre ei lumină și, fiecare moleculă de clorofilă formează o moleculă de oxigen. la o reacție întunecată, două treimi din oxigenul format în lumină intră într-o reacție inversă. și din nou substanțele originale sunt regenerate. În acest fel. fotosinteza este asociată cu respirația. Prin Warburg, dioxidul de carbon este fixat, cel puțin parțial, sub forma unui (acid și aspartic) carboxil-glutamic, care a implicat astfel în recuperarea și legarea de CO. [C.984]
În acest fel. Timiriazev a arătat că clorofila absorbant este lumină în plantele verzi și că acest pigment care absoarbe lumina kvagggy, are capacitatea de a le transmite alte molecule de substanțe care este-hodnymn în timpul fotosintezei. În aceste reacții, clorofila trece printr-o transformare reversibilă de reducere a oxidării. Structura moleculei de clorofil este prezentată mai jos [c.176]