Cтраница 1
Фотосинтезирующие растения поглощают солнечную энергию и синтезируют углеводы и другие органические компоненты клетки из двуокиси углерода и воды. При этом они выделяют в атмосферу кислород. [1]
Все фотосинтезирующие растения поглощают свет и превращают его в химическую энергию с помощью молекулы хлорофилла. [3]
В фотосинтезирующих растениях АТФ образуется двумя путями: фотофосфорилированием и окислительным фосфорилированием. Системы, в которых протекают процессы высвобождения и трансформации энергии, тесно связаны с биологическими мембранами. Около 90 % всех мембран в клетках фотосинтезирующих растений приходится на фотосинтетические мембраны. [4]
Метаболическая мощность фотосинтезирующих растений обеспечивается поглощением солнечной радиации. Передвижение растений не может привести к увеличению поглощения света, поэтому растения неподвижны и образуют сплошной покров на поверхности Земли. Растения неподвижны и потребляют необходимые питательные вещества из окружающей среды только путем физической диффузии. Они не могут - увеличить потребление энергии на единицу своей проекции. [5]
Пигментная система фотосинтезирующих растений - сложная смесь, анализ которой представляет немало трудностей. Разделение экстрагированной смеси на ее компоненты легко может повести к дальнейшей деструкции при соприкосновении с воздухом, растворителем или адсорбентом. Полное разделение затрудняется еще и тем, что смесь пигментов содержит изомеры или другие компоненты, мало отличающиеся друг от друга по растворимости и химическим свойствам. [6]
Во всех фотосинтезирующих растениях обнаружен хлорофилл а, содержание которого превышает содержание других пигментов. Он является самым важным пигментом, так как образует реакционные центры, участвующие в световой фазе фотосинтеза. Другие формы хлорофиллов, а также каротиноиды рассматриваются как вспомогательные, или сопутствующие, пигменты. Функция каротиноидов не ограничивается ролью светособирающих пигментов. Они также защищают ткани от окисления кислородом на свету. [7]
Характерно, что фотосинтезирующие растения, включаемые обычно в группу наземных организмов, лишь своими надземными частями относятся к этой среде. Корневая система их, обеспечивающая организм водой и минеральными веществами, расположена в почве. Таким образом, наземные растения представляют собой жизненную форму, как бы пограничную между обитателями атмосферы и литосферы. [8]
Водоросли - микроскопические фотосинтезирующие растения простейшей формы, не имеющие ни корней, ни стеблей, ни листьев. Размер их колеблется от крошечных одиночных клеток, придающих воде зеленую окраску, до разветвленных форм видимой длины, имеющих вид зеленой слизи. Термин диатомовая водоросль иногда применяется для обозначения одноклеточных водорослей, заключенных в причудливо выгравированные кремнеземистые оболочки. На рис. 3.2 показаны водоросли, отфильтрованные из воды эвтрофицированного озера, увеличенные в 100 раз. Anacystis, Anabaena и Aphaniromenon - сине-зеленые водоросли, растущие в загрязненной воде. Длинные полосы последних, соединившись в пучки, представляются невооруженному глазу коротко срезанной травой, плавающей в воде. [9]
Макрофиты - - водные фотосинтезирующие растения, плавающие на поверхности воды или погруженные в ее толщу. Плавающие растения не имеют корней и держатся на поверхности воды. К наиболее распространенным плавающим растениям относится ряска, маленькое растение с тремя листьями, имеющее диаметр 5 мм. [10]
Все более или менее детальные интерпретации изменений флуоресценции в фотосинтезирующих растениях, высказанные исследователями до настоящего времени, основаны на этих общих идеях, но расходятся в том, какому кз специфических механизмов тушения приписывается главная роль. Некоторые исследователи ( например, Каутский, Вассинк и Катц) приписывают главную роль химическому тушению веществами, участвующими в фотосинтезе. Другие исследователи ( Франк) усматривают главную причину изменений интенсивности флуоресценции в образовании комплексов хлорофилла с поверхностно активными веществами ( наркотиками), которые замедляют рассеяние энергии и в то же самое время угнетают фотохимическую сенсибилизацию, препятствуя соприкосновению светочувствительного субстрата с хлорофиллом. Здесь предполагается, таким образом, ослабление обоих конкурирующих с флуоресценцией процессов: сенсибилизации и рассеяния, тогда как теории первого типа признают подавление только одного конкурирующего процесса ( сенсибилизации), принимая, что два других процесса ( рассеяние и флуоресценция) одинаково выигрывают от устранения их общего конкурента. [11]
Считается, что до появления сельскохозяйственного производства все животные и фотосинтезирующие растения могли поддержать существование около 10 млн человек. Теперь, когда 10 % планеты вспахано, орошено, удобрено, сельское хозяйство обеспечивает жизнь более 5 млрд человек. Часть биопродукции люди потребляют непосредственно, часть скармливают животным и только затем используют. Вместе с тем, по данным ООН, 0 5 млрд человек в мире, жителей главным образом развивающихся стран, голодают, а до 2 млрд человек не обеспечены нормальным питанием, т.е. недоедают. [12]
Из 14 реакций фотосинтетического цикла только две реакции специфичны для фотосинтезирующих растений. Первая специфичная реакция ( 2) - расщепление рибулезо-1 5-дифосфата с присоединением СО2 и Н2О и образованием 3-фосфоглицери-новой кислоты. Вторая специфичная реакция ( 14) - фосфорили-рование рибулезо-5 - фосфата с образованием рибулезо-1 5-ди-фосфата. Остальные 12 реакций идут и в тех клетках растений, где фотосинтеза нет. Эти реакции происходят при дыхании, синтезе и превращениях углеводов. [13]
Схематическое строение хлоропласта. [14] |
Указанный на рис. 2 путь превращения С02 является основным для всех фотосинтезирующих растений. [15]