Інтенсивність фотосинтезу в різних довжинах хвиль

Перша стадія фотосинтезу протікає на світу.Световие кванти даютьелектронам енергію, необхідну перенесення їхнього капіталу від хлорофілу чи іншогофотосинтезирующего пігменту. У результаті першої стадії зАДФ (>аденозиндифосфата) і фосфату синтезується АТФ (>аденозинтрифосфат), аНАДФ (>никотинамидадениндинуклеотидфосфат) відновлюється доНАДФH₂. Синтез АТФ рахунок енергії світлових квантів називаєтьсяфотофосфорилированием. Цей процес відбувається то, можливо циклічним (у реакції «працюють» одні й самі електрони) інециклическим (електрони зрештою сягаютьНАДФ і, взаємодіючи з іонами водню, утворюютьНАДФH₂). Кисень як побічний продукт реакції виокремлюється лише у другий випадок.

Для реакцій другий стадії світло непотрібен. ВідновленняCO₂ відбувається поза рахунок енергії АТФ і накопиченогоНАДФH₂. Вуглекислий газ пов'язують ізпятиуглеродним цукромрибулозобисфосфатом, створюючи дві молекулитрехуглероднойфосфоглицериновой кислоти (>ФГК). Такий процес отримав назву З₃-фотосинтезу. Наступний цикл реакцій (цикл Кальвіна) призводить до утворення зФГК цукру (наприклад, глюкози), і навітьресинтезурибулозобисфосфата. В окремих рослин (наприклад, цукрової тростини, сої) спостерігається так званий З₄-фотосинтез, в реакціях якогоCO₂,восстанавливаясь, вводиться до складу органічних кислот, мають чотири атома вуглецю (наприклад, яблучною). У цьому поглинання вуглекислоти йде значно ефективніше, підвищується, і продуктивність рослин.

На швидкість фотосинтезу впливають багато чинників. Основні з яких є інтенсивність світла, концентрація кисню і вуглекислого газу, температура довкілля. Стан, коли швидкість виділення кисню рослиною дорівнює швидкості його дихання, називається точкою компенсації.

Кисень у процесі фотосинтезу може діяти як конкурентний інгібітор, взаємодіючи зрибулозодисфосфатом замість вуглекислого газу. У цьому утворюється одна молекулаФГК іфосфогликолат, відразу розщеплюваний догликолата. Щоб повернути хоча би частину вуглецю, пов'язаного в марномугликолате, у рослини є процес, званийфотодиханием. Це залежне від світла споживання кисню із вуглекислого газу, помітне тільки в З₃-рослин, немає нічого спільного зі звичайним диханням.Фотодихание, загалом, йде з поглинанням енергії; внаслідок утворюєтьсяфосфоглицерат, а 25 % вуглецю втрачається на виглядіCO₂. Уфотодихании беруть участь хлоропласти,пероксисоми і мітохондрії. У З₄-рослинфотодихания у тому, що є причиною їхньої більшої продуктивності.

У зв'язку з енергетичної проблемою вчені намагаються провестифотосинтетические процеси штучно, особливо їхнього перші етапи, коли вода під впливом сонячної радіації розщеплюється на кисень і водень. Спалювання водню (із заснуванням води) – екологічно чистий процес, який міг би стати непоганий заміною сучасним джерелам енергії

Біотичний кругообіг речовин як замкнута система відпрацьований у процесі еволюції за кілька мільярдів років. Мертвих тварин і рослини переробляють комахи, найпростіші, гриби, бактерії та іншідеструктори (редуценти), які руйнують їх, перетворюючи в мінеральні або найпростіші органічні сполуки, що надходять у грунт і знову споживаються рослинами. Безперервність, замкнутість цього процесу забезпечуються розпадом і розкладанням кінцевих продуктів.

Під впливом біотичного кругообігу речовин концентрація фосфору в грунті помітно вище (в середньому 0 1 - 0 3%), ніж в земній корі. Гумусові обрії непорушених грунтів багаті фосфором, в лісовій підстилці іноді міститься до 100 кг /га цього елементу. Великекількість фосфору (106 - 107т) утримується в речовині біосфери. Зміст даного елемента в фітомаси природних (природних) лугових степів досягає 30 кг /га. Для диких травоїдних ссавців такий рівень фосфору в кормових рослинах цілком достатній.

Енергетичний принцип вивчення біотичного кругообігу речовин відображає фундаментальне положення про те, що енергія, на відміну від речовини, в ланцюзі трофічних (харчових) перетворень не зникає, а переходить з однієї форми в іншу.

Енергія Сонцятрансформується в процесі біотичного кругообігу речовин на кожному його етапі та рівні. Безпосередньо споживають сонячну енергію тільки зелені рослини в процесі фотосинтезу. Вони створюють органічну речовину з діоксиду вуглецю (СО2) і води, як биакумулюючи енергію.

У певні екологічно специфічні періоди збалансованість біотичного кругообігу речовин порушувалася: з нього виводилися надлишки, які депонувалися (відкладалися) у вигляді нафти, кам'яного вугілля, газу, вапняків та іншихмінералів органічного походження. При спалюванні кам'яного вугілля в топках або нафти в моторах звільняється і використовується сонячна енергія, запасена минулими біосфери сотні мільйонів років тому. Важливо відзначити, що ці депоновані в минулому, виведені збіотичного кругообігу надлишки не засмічували біосферу і не чинили шкідливого впливу на сам процес.

Pазнообразіе тварин надзвичайно важливо насамперед для основного процесу - біотичного кругообігу речовин і енергії. Один вид не здатний в будь-якомубіогеоценозі розщепити органічна речовина рослин до кінцевих продуктів. Кожен вид використовує лише частина рослин і деякі що містяться в них органічні речовини. Так складаються ланцюга та мережі живлення, послідовно извлекающие речовини і енергію зфотосінте-зірующіх рослин.

Таким чином, атмосфера в біоценозі відіграє величезну роль у підтриманні біотичного кругообігу речовини та енергії і забезпеченні водного балансу.

Екосистема - сукупність в біосфері організмів і неорганічних компонентів, вякої здійснюється біотичний кругообіг речовин. Поняття, часто вживане замість терміна біогеоценоз, але більш загальне, безрозмірне.

При цьому забруднювач розкладається до форм, засвоюваних живими організмами і що втягуються далі в біотичний кругообігречовин. Воно засноване на поглинанні і розкладанні забруднювачів головним чином мікроорганізмами і залежить від їх кількості та фізіологічної активності. Тривалість процесу самоочищення різко змінюється в залежності від географічного місця, наприклад, на півночі вонойде повільно. Здатність грунту до самоочищення має величезне значення для проживаючих у ній організмів і пов'язаних з ними інших компонентів біосфери.

Схема біотичного кругообігу в екосистемі. Отже, отримуючи безперервний потік сонячної енергії, рослинистворюють первинну продукцію з неорганічної матерії. У подальших ланках біотичного кругообігу речовин відбувається лише витрачання цього запасу з трансформацією і втратою енергії. Консументи, редуценти споживають жива речовина первинної продукції. Тварини,самі створюючи нове жива речовина, витрачають для цього в десятки разів більше живої речовини попереднього трофічного рівня, тим самим зменшуючи і загальні запаси потоку енергії.

У книзі викладені основні відомості про самоочищення водойм, про біологічних іфізико-хімічних механізмах, що беруть участь в цьому процесі. Наведено відомості про біотичному кругообігу речовин у водоймі, основні його характеристики. Коротко розказано про участь водних організмів у відновленні якості води. Дана кількісна оцінка деякихз цих процесів. Описані окремі стадії хімічних реакцій і показана роль хімічно активних сполук і часток у розпаді органічних сполук.

Як відбувається передача енергії та речовини в біоценозі. Які групи організмів забезпечують біотичнийкругообіг речовин.

Обидва кругообігу взаємопов'язані і являють собою як би єдиний процес. Втягуючи в свої численні орбіти відсталу середу, біотичний кругообіг речовин забезпечує відтворення живої речовини і робить активний вплив на виглядбіосфери.

Життя не тільки виникає з мертвої (відсталої) матерії, але і робить на неї істотний вплив. Найголовніша роль живого зводиться до здійснення так званого біотичного кругообігу речовин або біогеохімічного циклу. Всі речовини,беруть участь у життєвих процесах, фізично кінцеві, і за мільйони років їх акумуляції в органічній речовині вони могли б уже бути вичерпаними.

У загальному комплексі заходів, спрямованих на підвищення продуктивності ставків, поліпшення зоогігієнічних умов, велике значення мають агромеліоративних роботи. Важливим біологічним процесом, що відбувається у водоймах і визначальним багато в чому ефективність ведення рибництва, є процес біотичного кругообігу речовин.

Вони досить різноманітні як за своїм складом, так і з біологічної діяльності. Мікроорганізми в грунті обчислюються мільярдами на 1 га. Вони беруть участь в біотичному кругообігу речовини, розкладають складні органічні і мінеральні речовини на більше прості. Останні утилізуються як самими мікроорганізмами, так і вищими рослинами.

Величезне значення в здійсненні цих процесів у грунті мають мікроорганізми (бактерії, актиноміцети, нижчі гриби, одноклітинні водорості, віруси та ін), вельми різноманітні як за своїм складом, так і з біологічної діяльності. Мікроорганізми в грунті обчислюються мільярдами на 1 га. Вони беруть участь в біотичному кругообігу речовин, розкладають складні органічні і мінеральні речовини на більше прості. Останні утилізуються як самими мікроорганізмами, так і вищими рослинами. Органічна речовина грунту, що утворилося в ній при різному ступені розкладу рослинних і тваринних решток, отримало назву гумус або перегній.

Для створення високопродуктивної і стійкої екосистеми необхідно підтримувати максимально можливе різноманіття біогеоценозів, створюючи оптимальний ландшафт. Агроценози повинні бути різноманітні і містити такі компоненти, як лісові смуги, переліски, живоплоти. Всі незручні землі рекомендують використовувати під зелені насадження, парки. Серед високопродуктивних агроценозів слід зберігати як можна більше природних ділянок різного масштабу з незайманими природними біогеоценозами з їх багатим біологічною різноманітністю, де з максимальною повнотою здійснюється біотичний кругообіг речовин і охороняється цінний генофонд.

Життя на Землі виникло 4 - 5 млрд років тому - задовго до утворення кисневої атмосфери. Ймовірно, перші організми і фотосинтезуючі рослини з'явилися у воді, де життя краще захищена від ультрафіолетового випромінювання, поки не утворився озоновий екран. Мабуть, з моменту виникнення перших організмів до появи кисню в атмосфері пройшло не менше 1 млрд років. Атмосфера з високим вмістом кисню сформувалася 500 - 600 млн років тому, коли остаточно склався сучасний біотичний кругообіг речовин.

Дата добавления: 2014-12-25