Фотосинтез растений

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

           Доклад

  На тему: «Фотосинтез растений»

 

 

 

 

 

 

                                                                                                    Выполнила: Ученица 6 «А» класса

                                                                                                                            Исаева Маргарита.

 

 

   Фотосинтез  — процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды насвету при участии фотосинтетических пигментов (хлорофилл у растений, бактериохлорофилл и бактериородопсин у бактерий).        В современной физиологии растений под фотосинтезом чаще понимается фотоавтотрофная функция — совокупность процессов поглощения, превращения и использования энергии квантов света в различных эндэргонических реакциях, в том числе превращения углекислого газа в органические вещества.

    Процессы, происходящие в листе.

  Лист осуществляет три важных  процесса - фотосинтез, испарение воды  и газообмен. В процессе фотосинтеза  в листьях из воды и двуокиси  углерода под действием солнечных  лучей синтезируются органические  вещества. Днем, в результате фотосинтеза  и дыхания, растение выделяет  кислород и двуокись углерода, а ночью - только двуокись углерода, образующуюся при дыхании.

Большинство растений способно синтезировать хлорофилл при слабом освещении. При прямом солнечном освещении хлорофилл синтезируется быстрее.

Необходимая для фотосинтеза световая энергия в известных пределах поглощается тем больше, чем меньше затемнен лист. Потому у растений в процессе эволюции выработалась способность поворачивать пластину листа к свету так, чтобы на нее падало больше солнечных лучей. Листья на растении располагаются так, чтобы не притеснять друг друга.

  Тимирязев доказал, что источником  энергии для фотосинтеза служат  преимущественно красные лучи  спектра. На это указывает спектр  поглощения хлорофилла, где наиболее  интенсивная полоса поглощения  наблюдается в красной, и менее  интенсивное - в сине-фиолетовой  части.

  В хлоропластах вместе с хлорофиллом  имеются пигменты каротин и  ксантофилл. Оба этих пигмента  поглощают синие и, отчасти, зеленые  лучи и пропускают красные  и желтые. Некоторые ученые приписываю  каротину и ксантофиллу роль  экранов, защищающих хлорофилл от  разрушительного действия синих  лучей.

Процесс фотосинтеза слагается из целого ряда последовательных реакций, часть которых протекает с поглощением световой энергии, а часть - в темноте. Устойчивыми окончательными продуктами фотосинтеза являются углеводы (сахара, а затем крахмал), органические кислоты, аминокислоты, белки.

  Фотосинтез при различных условиях  протекает с разной интенсивностью.

Интенсивность фотосинтеза также зависит от фазы развития растения. Максимальная интенсивность фотосинтеза наблюдается в фазе цветения.

Обычное содержание углекислоты в воздухе составляет 0,03% по объему. Уменьшение содержания углекислоты в воздухе снижает интенсивность фотосинтеза. Повышение содержания углекислоты до 0,5% увеличивает интенсивность фотосинтеза почти пропорционально. Однако при дальнейшем повышении содержания углекислоты, интенсивность фотосинтеза не возрастает, а при 1% - растение страдает.

  Растения испаряют или трансперируют  очень большое количество воды. Испарение воды является одной  из причин восходящего тока. Вследствие  испарения воды растением в  нем накапливаются минеральные  вещества, и происходит полезное  для растения понижение температуры  во время солнечного нагрева. Иногда трансперация снижает  температуру растения на 6о .

  Растение регулирует процесс  испарения воды посредством работы  устьиц. Отложение кутикулы или  воскового налета на эпидерме, образование его волосков и  другие приспособления направлены  к сокращению нерегулируемой  трансперации.

Процесс фотосинтеза и постоянное протекающее дыхание живых клеток листа требуют газообмена между внутренними тканями листа и атмосферой. В процессе фотосинтеза из атмосферы поглощается ассимилируемый углекислый газ и возвращается в атмосферу кислородом.

  Применение изотопного метода  анализа показало, что кислород, возвращаемый в атмосферу (16 О) принадлежит  воде, а не углекислому газу  воздуха, в котором 

 

 

 

приобладает другой его изотоп - 15 О. При дыхании живых клеток (окисление свободным кислородом органических веществ внутри клетки до углекислого газа и воды) необходимо поступление из атмосферы кислорода и возвращение углекислоты. Этот газообмен также в основном осуществляется через устьичный аппарат.

Значение 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  втрое.

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.