Головна
Реферати » Реферати з біології » Фотосинтез - простіше простого

Фотосинтез - простіше простого

наприклад, в порівнянні з 1900 роком у деяких западинах
Балтійського моря вміст кисню різко скоротилося, а місцями він практично відсутній.

Що стосується атмосфери, то в ній, як показують систематичні спостереження за концентрацією кисню, що проводяться з 1910 року, зміст цього газу практично не змінилося і дорівнює 20,9488% ± 0,0017. Це аж ніяк не означає, що нам не слід дбати про збереження рослинного покриву Землі. Темпи використання кисню різко зросли.
За деякими даними, за останні 50 років було використано його в% відношенні стільки ж, скільки за останній мільйон років, тобто приблизно
0,02% атмосферного запасу . Людству в найближчому майбутньому не загрожує кисневе голодування, проте для збереження стабільності газового складу атмосфери належить ширше використовувати водну, вітрову, ядерну та інші види енергій.

Слід мати на увазі, що в останні роки багато говорять і пишуть про абіогенне походження кисню атмосфери, яка виключає участь живих організмів у цьому процесі. Так, наприклад, у верхніх шарах атмосфери під дією жорсткого ультрафіолетового випромінювання молекули води можуть розпадатися на водень і кисень. Водень, як більш легкий газ, долає тяжіння Землі і йде в космос. У середньому близько 10% з'явився в стратосфері водню назавжди залишає нашу планету.
Отже, відповідну кількість кисню, що утворився при фотолізі молекул води, залишається без «напарника» і поступово накопичується в атмосфері.

Інший можливий шлях надходження в атмосферу абіогенного кисню - виверження вулканів. Справа в тому, що в газоподібних виділених вулканів кисню досить багато, іноді до 12 - 15% (після виключення парів води і кислотних газів).

Відзначимо, однак, що це джерело представляється все ж не дуже істотним. Принаймні потрібні вагомі докази і точні розрахунки вкладу абіогенних джерел у формування атмосфери Землі, накопичення в ній кисню.

Що ж до фотосинтезуючих організмів, то їх участь у накопиченні кисню очевидно. Якщо величину величезних запасів кам'яного вугілля і деяких інших горючих копалин (наприклад, торфу), використаних людиною і знаходяться ще в надрах Землі, підставити в рівняння фотосинтезу, то можна розрахувати, скільки кисню надійшло в атмосферу в результаті життєдіяльності рослині, що дали початок цим корисною копалиною .

Слід також врахувати всю біомасу існуючих нині рослин, органічна речовина яких утворилося із кисню.

Але все це ще не найголовніше. Первинні запаси кисню не могли бути створені сучасними рослинами або деревами кам'яновугільного періоду, оскільки абсолютно виключена, можливість їх існування в атмосфері, позбавленої його.

Прихильники абіогенного походження кисню на Землі, люди, як правило, не досвідчені в біології, запитують: якщо спочатку в атмосфері
Землі кисню не було, то де ж перші рослини брали кисень для дихання? При цьому вони вважають, що своїм питанням завдали нокаутуючий удар ретроградам-біологам, які дотримуються традиційного погляду на природу атмосферного кисню. Тим часом вчені ніколи не розглядали сучасну рослинність як джерело накопичення первинного кисню. У книзі Е. Броди «Еволюція біоенергетичних механізмів» грунтовно проаналізовано різні точки зору з цього питання.
Автор пише: «Ніхто не сумнівається, що до появи у рослин фотосинтезу вміст вільного кисню було незначним ... Єдиним джерелом вільного молекулярного кисню був фотоліз водяної пари у вищих шарах атмосфери, який протікав під дією сонячного короткохвильового ультрафіолету. Вільний водень, що виникав при цьому, поступово діссіпіровалі в простір, залишаючи в атмосфері кисень ...
Кількість фотолітичних утвореного кисню, безсумнівно, було набагато нижче тих кількостей кисню, які вивільняються при фотосинтезі в наш час за той же проміжок часу » .

Вже в дуже древніх геологічних шарах Землі виявлені синьо-зелених водоростей (зараз їх частіше називають ціанобактеріями), які і стали накопичувачами первинного кисню в атмосфері Землі. Цілком природно, що стародавні синезелениє водорості не мали здатність дихати і механізм розпаду органічних речовин в їх клітинах нагадував процес бродіння.

На користь того, що спочатку атмосфера Землі не мала кисню, свідчить факт існування в природі анаеробних організмів.
Цікаво відзначити, що численні реакції обміну аеробних організмів, у тому числі сучасних жівотнихі рослин, включають велику кількість реакції анаеробного розпаду речовин. Створюється враження, що організми, пристосувавшись спочатку обходитися без кисню, наполегливо зберігають свою звичку.

Отже, первинні синьо-зелених водоростей утворили органічні речовини і кисень. Руйнування органічної речовини відбувалося в анаеробних
(безкисневих) умовах, що і призвело до накопичення значних кількостей кисню.

Що стосується сучасної рослинності, то, як вже зазначалося, її внесок в поповнення кисневого запасу на Землі дуже незначний, оскільки переважна більшість живих організмів окисляє органічні речовини тільки з його допомогою. При цьому встановлюється відносна рівновага: скільки кисню виділяється в ході фотосинтезу, стільки ж його поглинається при окисленні утвореного органічної речовини.

Зі сказаного зовсім не випливає, що потрібно і далі безжально вирубувати на Землі лісу, все одно, мовляв, від них немає користі з точки зору накопичення кисню. Навпаки, нам слід вжити всіх можливих заходів до розширення площі зелених насадженні. Справа в тому, що в сучасну епоху дуже різко зросла роль рослині в очищенні природного середовища від токсичних домішок, що виділяються транспортом, заводами, фабриками і т. д.

«Ліс, точно терем розписної, ліловий, золотий, багряний ... »

Зміна забарвлення листя - одна з перших прийме осені. Багато яскравих фарб в осінньому лісі! Берези, ясени і липи жовтіють, рожевіють листя бруслини, червоному-червоними стають візерункові листя горобини, помаранчевими і багряними листя осик. Чим же зумовлено це колірне різноманіття?

У листі рослин поряд із зеленим хлорофілом містяться інші пігменти. Для того щоб переконатися в цьому, проробимо простий досвід. Насамперед приготуємо витяжку хлорофілу, як це було описано нами вище. Разом з хлорофілом в спирті знаходяться також жовті пігменти. Щоб розділити їх, невелика кількість спиртової витяжки (близько двох мілілітрів) наллємо в пробірку, додамо дві краплі води і близько 4 мілілітрів бензину. Вода вводиться для того, щоб легше відбувалося розшарування двох рідин.
Закривши пробірку пробкою або пальцем, слід енергійно струснути її.
Незабаром можна помітити, що нижній (спиртової) шар убрався в золотисто-жовтий колір, а верхній (бензиновий) - у смарагдово-зелений. Зелене забарвлення бензину пояснюється тим, що хлорофіл краще розчиняється в бензині, ніж у спирті, тому при струшуванні він зазвичай повністю переходить в бензиновий шар.

Золотисто-жовте забарвлення спиртового шару пов'язана з присутністю ксантофилла, речовини, нерозчинної в бензині. Його формула С40Н5бО2. За хімічною природою ксантофилл близький до каротину, присутнього в корінні моркви, - С40Н56, тому їх об'єднують в одну групу - каротиноїдів. Але каротин також мається на листках зелених рослин, тільки він, як і хлорофіл, краще розчиняється в бензині, тому ми не бачимо його: інтенсивно-зелене забарвлення хлорофілу «забиває» жовтий колір каротину, і ми не розрізняємо його, як раніше ксантофилл в спиртовій витяжці. Щоб побачити каротин, потрібно перетворити зелений пігмент у з'єднання, нерозчинний в бензині. Цього можна досягти за допомогою лугу. У пробірку, де відбулося відділення ксантофилла, додамо шматочок лугу (КОН або NаОН). Пробірку закриємо пробкою і ретельно збовтаємо її вміст. Після розшарування рідин можна побачити, що картина розподілу пігментів змінилася: нижній спиртової шари убрався в зелений колір, а верхній - бензиновий - в жовто-оранжевий, характерний для каротину.

Ці досліди наочно свідчать про те, що в зеленому листі одночасно з хлорофілом присутні жовті пігменти - каротиноїди.

При настанні холодів утворення нових молекул хлорофілу не відбувається, а старі швидко руйнуються. Каротиноїди ж стійкі до низьких температур, тому восени ці пігменти стають добре помітними. Вони і надають листю багатьох рослин золотисто-жовтий і помаранчевий відтінок.

Яке ж значення каротиноїдів в житті рослин? Встановлено, що ці пігменти захищають хлорофіл від руйнування світлом. Крім того, поглинаючи енергію синіх променів сонячного спектра, вони передають її на хлорофіл. Це дозволяє зеленим рослинам більш ефективно використовувати сонячну енергію для синтезу органічної речовини.

Осінній ліс пофарбований, проте, не тільки в жовті тони. З чим пов'язана лілова й багряна забарвлення листя? Поряд з хлорофілом і каротиноїдами в листі рослин є пігменти, які носять назву антоціанів. Вони добре розчиняються у воді і містяться не в цитоплазмі, а в клітинному соку вакуолей. Ці пігменти дуже різноманітні за забарвленням, яка залежить в основному від кислотності клітинного соку. У цьому легко переконатися на досвіді.

Насамперед приготуйте витяжку антоціанів. З цією метою листя бруслини або якогось іншого рослини, пофарбовані восени в червоні або фіолетові тони, подрібніть ножицями, помістіть в колбочку, прилейте води і нагрійте на спиртівці Незабаром розчин стане червонувато-синім від присутності антоціанів. Отриману витяжку пігментів налийте у дві пробірки. В одну додайте слабкою соляної або оцтової кислоти, а в іншу - розчин аміаку.

Під дією кислоти розчин стане рожевим, тоді як у присутності лугу - залежно від кількості та концентрації цієї лугу - зеленим, синім і жовтим.

Антоциани, як і каротиноїди, більш стійкі до низьких температур, ніж хлорофіл. Тому вони і виявляються в листках

Сторінки: 1 2 3 4 5 6 7 8