Роль фотосинтеза в природе

Процесс фотосинтеза все больше и больше привлекает к себе внимание ученых. Наука близка к разрешению важнейшего вопроса – искусственного создания при помощи световой энергии ценных органических веществ из широко распространенных неорганических веществ. Проблема фотосинтеза усиленно разрабатывается ботаниками, химиками, физиками и другими специалистами.

В последнее время уже удалось искусственно получить синтез формальдегида и сахаристых веществ из водных растворов карбонатной кислоты; при этом роль поглотителя световой энергии играли вместо хлорофилла карбонаты кобальта и никеля. Недавно синтезирована молекула хлорофилла.

Успехи науки в области синтеза органических веществ наносят сокрушительный удар по идеалистическому учению – витализму, который доказывал, что для образования органических веществ из неорганических необходима особая «жизненная сила» и что человек не сможет синтезировать сложные органические вещества.

Фотосинтез в растениях осуществляется в хлоропластах. Он включает преобразования энергии (световой процесс), превращение вещества (темновой процесс). Световой процесс происходит в гилакоидах, темновой – в строме хлоропластов. Обобщенное циркулирование фотосинтеза выглядит следующим образом:

                             свет

6СО2 + 12Н2О               C6H12O6  + 6Н2О  + 6О2

Два процесса фотосинтеза выражаются отдельными уравнениями

                            свет

          12Н2О               12H2 + 6О2 + энергия АТР

                          (световой процесс)

                                                   свет        

          12H2 + 6О2 + энергия АТР              С6Н12О6 + Н2О  

                         (темновой процесс)

Глава 3.

3. Роль фотосинтеза в природе.

Фотосинтез – единственный процесс в биосфере, ведущий к увеличению ее свободной энергии за счет внешнего источника. Запасенная в продуктах фотосинтеза энергия – основной источник энергии для человечества.

Ежегодно в результате фотосинтеза на Земле образуется 150 млрд. тонн органического вещества и выделяется около 200 млн. тонн свободного кислорода.

 Круговорот кислорода, углерода  и других элементов, вовлекаемых  в фотосинтез, поддерживает современный  состав атмосферы, необходимый для  жизни на Земле. Фотосинтез препятствует  увеличению концентрации СО2, предотвращая перегрев Земли вследствие так называемого «парникового эффекта».

Поскольку зеленые растения представляют собой непосредственную или опосредованную базу питания всех других гетеротрофных организмов, фотосинтез удовлетворяет потребность в пище всего живого на нашей планете. Он – важнейшая основа сельского и лесного хозяйства. Хотя возможности воздействия на него еще не велики, но все же и они, в какой то мере используются. При повышении концентрации углекислого газа в воздухе до 0,1% (против 0,3% в естественной атмосфере) удалось, например, повысить урожайность огурцов и томатов втрое3.                 

Квадратный метр поверхности листьев в течение одного часа продуцирует около одного грамма сахара; это значит, что все растения, по приблизительной оценке, изымают из атмосферы от 100 до 200 млрд. тонн С в год. Около 60% этого количества поглощают леса, занимающие 30% непокрытой льдами поверхности суши, 32% - окультуренные земли, а оставшиеся 8% - растения степей и пустынных мест, а также городов и поселков.

Зеленое растение способно не только использовать углекислый газ и создавать сахар, но и превращать азотные соединения, и соединения серы в вещества, слагающие его тело. Через корневую систему растение получает растворенные в почвенной воде ионы нитратов и перерабатывает их в своих клетках в аминокислоты – основные компоненты всех белковых соединений. Компоненты жиров также возникают из соединений, образующихся в процессах обмена веществ и энергии. Из жирных кислот и глицерина возникают жиры и масла, которые служат для растения, главным образом, запасными веществами. В семенах приблизительно 80% всех растений, в качестве богатого энергией запасного вещества, содержатся жиры. Получение семян, жиров и масел играет важную роль в сельскохозяйственной и пищевой промышленности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение

Во второй половине XIX столетия было установлено, что энергия солнечного света усваивается и трансформируется при помощи зеленого пигмента хлорофилла.

Изучение особенностей фотосинтеза у разных растений, безусловно, будет способствовать расширению возможностей человека в управлении их фотосинтетической   деятельностью, продуктивностью и урожаем. В целом, фотосинтез – это один из основополагающих процессов жизни, на котором основана большая часть современной растительной фауны на поверхности земли.

Таким образом, фотосинтез – это сложный процесс преобразования световой энергии в энергию химических связей органических веществ, необходимых для жизнедеятельности, как самих фотосинтезирующих организмов, так и других организмов, не способных к самостоятельному синтезу органических веществ.

Изучение проблем фотосинтеза, кроме общебиологического, имеет и прикладное значение. В частности, проблемы питания, создание систем жизнеобеспечения при космических исследованиях, использование фотосинтезирующих организмов для создания различных биотехнических устройств непосредственно связанных с фотосинтезом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы.

1. Артемов А. «Энциклопедия БИОЛОГИЯ», 1995, стр.200-203.
2. Коган В.Л. и др. «Биология», 1984, стр.160-161.
3. Калинова Г.С. Биология. М.Интеллект-Центр, 2003 – 155с.
4. Общая биология. Учебник для 10-11 классов школ с углубленным изучением биологии / Под ред. А.О.Рувинского. М.: Просвещение. 1993. 544 с.
5. Пепеляева О.А., Сунцова И.В. Поурочные разработки по общей биологии: 9 класс. М.: ВАКО, 2006. 464 с.
6. "Физиология растений" / под ред. проф. Ермакова И.П. - М.: Академия, 2007. С. 136.
7. Чебышев Н.В. Биология. Учебник для Ссузов. – М., 2005. С.256.

 

 

 

1 Артемов А. «Энциклопедия БИОЛОГИЯ», 1995, стр.200-203.

 

2 Коган В.Л. и др. «Биология», 1984, стр.160-161.

 

3 "Физиология растений" / под ред. проф. Ермакова И.П. - М.: Академия, 2007. С. 136