АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

ХЕМОСИНТЕЗ І ФОТОСИНТЕЗ

Читайте также:
  1. Бактериальный фотосинтез. Отличия бактериального фотосинтеза от фотосинтеза растений
  2. Загальне рівняння фотосинтезу та походження кисню
  3. Розділ 1. Значення фотосинтезу
  4. Суть та значення фотосинтезу
  5. Фотосинтез и хемосинтез

Згадаєте! Що таке хемосинтез і фотосинтез? Яка їхня роль у біосфері?

Як відомо, автотрофні організми, залежно від джерела енергії, використовуваного для реакцій синтезу, розділяють на хемосинтезирующие й фотосинтезуючі.

Хемосинтез. Хемосинтезирующие організми (хемотрофы) для синтезу органічних сполук використають енергію, що вивільняється під час перетворення неорганічних з'єднань (азоту, сірки, заліза й ін.)- Відповідно розрізняють що нітрифікують, железобактерии, безбарвні серобактерии й ін. групи бактерій. Процес хемосинтезу відкрив в 1887 р. видатний російський мікробіолог С.Н. Виноградский (1856-1953).

бактерії, Що Нітрифікують, послідовно окисляють аміак до нітритів (солі азотистої кислоти), а потім - до нітратів (солі азотної кислоти). Железобактерии одержують енергію за рахунок окислювання з'єднань двовалентного заліза до тривалентного. Безбарвні серобактерии окисляють сірководень і інші з'єднання сірки до сірчаної кислоти.

Хемосинтезирующие мікроорганізми відіграють важливу роль у процесах перетворення хімічних елементів у біогеохімічних циклах. Біогеохімічні цикли (біогеохімічний круговорот речовин) - це обмін речовинами й забезпечення потоку енергії між різними компонентами біосфери внаслідок життєдіяльності різноманітних організмів, що має циклічний характер.

Фотосинтез. Фотосинтезуючі організми (фототрофы) використають для синтезу органічних сполук енергію світла. Процес утворення органічних сполук з неорганічних завдяки перетворенню світлової енергії в енергію хімічних зв'язків називається фотосинтезом. До фототрофным організмів належать зелені рослини (вищі рослини, водорості), деякі тварини (рослинні жгутиконосцы), а також деякі прокаріоти - цианобактерии, пурпурні й зелені серобактерии.

У клітинах вищих рослин фотосинтез відбувається в спеціальних органеллах - хлоропластах, що містить пігменти. Основними фотосинтезуючими пігментами є хлоро-филлы. По своїй структурі вони нагадують гем гемоглобіну, але в них замість атома заліза присутнє атом магнію.

В основі фотосинтезу лежать окислювально-відновні реакції, пов'язані з переносом електронів від з'єднань - постачальників електронів (донорів) до з'єднань, які їх приймають (акцепторам), а також з утворенням вуглеводів і виділенням в атмосферу молекулярного кисню. При фотосинтезі світлова енергія перетворюється в енергію синтезованих органічних сполук.



У процесі фотосинтезу в зелених рослин і цианобактерий беруть участь дві фотосистеми: перша (I) і друга (II), зв'язані між собою через систему переносу електронів.

Процес фотосинтезу відбувається у дві фази - світлову й той^-нову. У світловій фазі реакції протікають на світлі в мембранах особливих структур хлоропластів - тилакоидах (мал. 27). Фото-синтезуючі пігменти вловлюють кванти світла (фотони), які «збуджують» один з електронів молекули хлорофілу. Молекулами-переносниками цей електрон переноситься на зовнішню поверхню мембрани, здобуваючи певну потенційну енергію.

У фотосистемі I такий електрон передається до НАДФ+ (нико-тинамидадениндинуклеотидфосфат, окислена форма). Електрони, взаємодіючи з іонами водню, наявними в навколишнім середовищі, відновлюють це з'єднання:

НАДФ • Н згодом стає постачальником водню, необхідного для відновлення З2 до глюкози.

Подібні процеси відбуваються й у фотосистемі II. «Збуджені» електрони передаються фотосистемі I, відновлюючи неї. У свою чергу, фотосистема II відновлюється за рахунок електронів, які поставляються молекулами води. Під дією світла при участі ферментів молекула води розщеплюється (фотоліз води) на іони водню, молекулярний кисень ( щовиділяється в атмосферу), електрони (використаються на відновлення фотосистеми II):

Транспорт електронів у світлових реакціях сполучений з переносом через мембрану тилакоидов іонів водню від зовнішньої її поверхні до внутрішнього. У результаті цих процесів на мембрані тилакоидов утвориться різниця електричних потенціалів (Аф). Крім того, по обидва боки мембрани виникає різниця концентрації іонів водню ( АрН) (мал. 27).

У мембрані тилакоидов, як і у внутрішній мембрані мітохондрій, локалізована Н+-АТФаза, що використає Аф і АрН для синтезу АТФ із АДФ і фосфорної кислоти.

‡агрузка...

Таким чином, під час світлової фази фотосинтезу утворяться багаті енергією з'єднання: синтезується АТФ і відновлюється НАДФ+. Як продукт фотолізу води в атмосферу виділяється молекулярний кисень.

Реакції темновой фази фотосинтезу протікають усередині хлоропластів. При наявності вуглекислого газу, певних з'єднань і енергії АТФ, що запасається в ході світлових реакцій,

водень приєднується до З2, що надходить у хлоропласти із зовнішнього середовища. Через ряд послідовних реакцій при участі специфічних ферментів утворяться моносахариды (зокрема, глюкоза), з яких потім синтезуються полисахариды (крохмаль, целюлоза й ін).

Сумарне рівняння процесу фотосинтезу в зелених рослин має такий вигляд:

У фотосинтезуючий прокаріот світлова й темновая реакції фотосинтезу трохи відрізняються. У цих організмів фо-тосинтезирующие пігменти розміщені у внутрішніх виростах плазматичної мембрани, де й відбуваються реакції світлової фази. У зелених і пурпурних серобактерий, на відміну від циано-бактерий, немає фотосистеми II і джерелом електронів є не вода, а інші з'єднання (напр., молекулярний водень, сірководень). Тому під час фотосинтезу кисень у цих груп бактерій не виділяється.

Завдяки фотосинтезу організми вловлюють світлову енергію Сонця й перетворюють її в енергію хімічних зв'язків синтезованих ними вуглеводів. Потім по ланцюгах харчування ця енергія з їжею передається гетеротрофним організмам. Таким чином, саме завдяки фотосинтезу можливе існування біосфери. Зелені рослини й цианобактерии, поглинаючи вуглекислий газ і виділяючи кисень, впливають на газовий склад атмосфери. Щорічно завдяки фотосинтезу на Землі синтезується близько 150 млрд тонн органічних речовин і виділяється більше 200 млрд тонн вільного кисню, що забезпечує подих організмів. Крім того, під дією космічних променів кисень перетворюється в озон (ПРО3), образуя озоновий екран атмосфери, що захищає на нашій планеті все живе від пагубного впливу космічних ультрафіолетових променів.


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 | 91 | 92 | 93 | 94 | 95 | 96 | 97 | 98 | 99 | 100 | 101 |


При использовании материала, поставите ссылку на Студалл.Орг (0.014 сек.)