Конспект. Фотосинтез
В начале 17 века фламандский врач Ван Гельмонт вырастил в кадке с землей дерево, которое он поливал только дождевой водой. Он заметил, что спустя пять лет, дерево выросло до больших размеров, хотя количество земли в кадке практически не уменьшилось. Ван Гельмонт, естественно сделал вывод, что материал, из которого образовалось дерево произошел из воды, использованной для полива.
В 18 веке, английский ботаник Стивен Хейлс, оаубликовал книгу, в которой сообщалось, что в качестве питательного вещества, необходимого для роста растения используют воздух.
В это же время английский химик Джозев Пристли, провел серию опытов и пришел к выводу, что зеленые растения способны совершать все дыхательные процессы, которые были обнаружены в тканях животных, он также является первооткрывателем кислорода в зеленых растениях.
Спустя несколько лет, голландский врач Ингенхауз обнаружил, что растения окисляют кислород лишь на солнечном свету и что только их зеленые части обеспечивают выделение кислорода.
В 1817 году, два французских химика, Пельтье и Каванту, выделили из листьев зеленое вещество и назвали его хлорофиллом.
Следующей важной вехой в истории изучения фотосинтеза было сделанное в 1845 году немецким физиком Робертом Майером, утверждение о том, что зеленые растения преобразуют энергию солнечного света в химическую энергию и выделяют кислород.
Во второй половине 19 века особенно большой вклад в изучение процесса фотосинтеза внес русский ученый К.А.Тимирязев, он считал, что источник энергии для фотосинтеза - красные лучи спектра.
В качестве доказательства процесса фотосинтеза можно привести опыт, который называется – «проба Сакса» - «Роль света для образования крахмала».
В растениях (листьях) на свету образуется органическое вещество – крахмал.
Интенсивность, или скорость процесса фотосинтеза в растении зависит от ряда внутренних и внешних факторов. Из внутренних факторов наиболее важное значение, имеет структура листа и содержание в нем хлорофилла, скорость накопления продуктов фотосинтеза в хлоропластах, влияние ферментов, а так же наличие малых концентрации необходимых неорганических веществ.
Внешние параметры – это количество и качество света, попадающего на листья, температура окружающей среды, концентрация углекислоты и кислорода в атмосфере вблизи растения.
Скорость фотосинтеза возрастает линейно, или прямо пропорционально увеличению интенсивности света. По мере дальнейшего увеличения интенсивности света нарастание фотосинтеза становится все менее и менее выраженным, и , наконец, прекращается, когда освещенность достигает определенного уровня 10000 люкс. Дальнейшее увеличение света уже не влияет на скорость фотосинтеза.
В случае низких интенсивностей света скорость фотосинтеза при 15 и 25 градусов Цельсия одинакова. Реакции, протекающие при таких интенсивностях света, не чувствительны к температурам. Однако при более высоких интенсивностях скорость фотосинтеза при 25 градусов Цельсия гораздо выше, чем при 15 градусах.
Следовательно, в области светового насыщения уровень фотосинтеза зависит не только от света, но и от температуры. Большинство растений в умеренном климате хорошо функционируют в интервале температур от 10 до 35 градусов Цельсия, наиболее благоприятные условия – это температура около 25 градусов Цельсия.
Скорость фотосинтеза не изменяется при уменьшении концентрации углекислого газа. Отсюда, можно сделать вывод, что углекислый газ участвует непосредственно в фотохимической реакции. У некоторых зерновых культур фотосинтез линейно возрастал при увеличении углекислого газа до 0,5% , эти измерения проводили в кратковременных опытах, поскольку длительное воздействие высоких концентрации углекислого газа повреждает листы.
Еще в 1905 году, английский физиолог растений Ф.Ф. Блеклин, высказал предложение, что фотосинтез представляет собой двухстадийный процесс, включающий фотохимическую, то есть светочувствительную реакцию и нефотохимическую, то есть темновую реакцию.
Темновая реакция, будучи ферментативной, протекает медленнее, чем световая реакция, и поэтому при высоких интенсивностях света скорость фотосинтеза полностью определяется скоростью темновой реакции.
Световая реакция либо вообще не зависит от температуры, либо зависимость эта выражена очень слабо, тогда темновая реакция, как все ферментативные процессы, зависит от температуры в довольно значительной степени.
Следует ясно представлять себе, что реакция, называемая темновой, может протекать как в темноте, так и на свету.
Световую и темновую реакции можно разделить, используя вспышки света, длящиеся краткие доли секунды.
В 1932 году, Эмерсон и Арнольд сделали вывод, что максимальный выход фотосинтеза определяется не числом молекул хлорофилла, поглощающих свет, а числом молекул фермента, катализирующего темновую реакцию. Они также обнаружили, что при увеличении темновых интервалов между последовательными вспышками за пределы 0, 06 с выход кислорода в расчете на одну вспышку уже не зависел от длительности темнового интревала, тогда как при более коротких промежутках он возрастал с увеличением длительности темнового интервала.
Таким образом, можно сделать вывод, что темновая реакция, которая определяет уровень насыщения фотосинтеза, завершается примерно за 0, 06 с. На основе этих данных было рассчитано, что среднее время, реакции составило около 0, 02 секунды при 25 градусов Цельсия.
Теперь остается только представить, сколько выделяется кислорода каждую секунду, нам нужно беречь лес, ведь это зеленые легкие нашей планеты, которые больше всего дают нам кислорода.
Закончить свое выступление я хотел бы стихотворением:
Фотосинтез идет
На свету круглый год,
И он людям дает
Пищу и кислород.
Очень важный процесс-
Фотосинтез, друзья,
Без него на Земле
Обойтись нам нельзя.
Фрукты, овощи, хлеб,
Уголь, сено, дрова -
Фотосинтез всему этому голова.
Воздух чист будет, свеж,
Как легко им дышать!
И озоновый слой будет нас защищать.
Спасибо за внимание!
