Уровни организации фотосинтетического аппарата.

КРЗР

Под фотосинтезом понимают процесс, в котором растения на солнечном свету синтезируют органические соединения из неорганических. Фотосинтез — единственный на Земле процесс, с помощью которого космическая энергия солнечного света трансформируется в энергию химических связей органических соединений, составляющих основу для жизнедеятельности всех гетеротрофных организмов — от бактерий до человека. Процесс ФС явление, протекающее с увеличением и запасанием свободной энергии. Все другие биологические процессы осуществляются за счет химической энергии, накапливаемой фотосинтезирующими организмами.

Впервые утверждение о том, что "зеленые растения преобразуют энергию солнечного света в химическую энергию", сделал в 1845 г Роберт Майер. В работе "Органическое движение в его связи с обменом веществ", в которой им впервые был сформулирован закон сохранения энергии, Р. Майер пишет: " Природа поставила себе задачей перехватить на лету притекающий на Землю свет и превратить эту подвижнейшую из сил в твердую форму, сложив ее в запас. Для достижения этой цели она покрыла земную кору организмами, которые в течение своей жизни воспринимают солнечный свет и, используя эту силу, создают постоянно нарастающую сумму химической разности. Эти организмы — растения". Фотосинтез способны осуществлять не только высшие растения, но также водоросли, папоротники, мхи, хвощи, плауны и некоторые виды бактерий. Процесс фотосинтеза поставляет нам не только пищу, но и различные виды топлива (как ископаемого, так и биомассу).

Фотосинтезирующие организмы так рационально решают проблемы эффективного улавливания солнечной энергии, ее преобразования и запасания в удобной для биологического потребления форме, что до сих пор не удается смоделировать эти процессы в искусственных условиях. Продукты фотосинтеза привлекают все большее внимание в связи с необходимостью прокормить, обеспечить энергией и одеть постоянно растущее население Земли.

Рассматривая вопросы о роли фотосинтеза следует отметить, что длярастений – это процесс воздушного углеродного питания, источник энергии кислорода. Однако ФС играет важнейшую роль в биосфере. Эту его глобальную роль К.А.Тимирязев назвал «космической ролью зеленого растения».

К. А. Тимирязев первым подчеркнул космическую роль зеленых растений: (думаю следующий далее отрывок можно не читать, ну если очень хочется то можно - но точно не запоминайте)

«Растение – посредник между небом и землёю. Оно истинный Прометей, похитивший огонь с неба. Похищенный им луч солнца горит и в мерцающей лучине, и в ослепительной искре электричества. Луч солнца приводит в движение и чудовищный маховик гигантской паровой машины, и кисть художника, и перо поэта». А в другом источнике вот это: «Все органические вещества, как бы они ни были разнообразны, где бы они ни встречались, в растении ли, в животном или человеке, прошли через лист, произошли от веществ, выработанных листом. Вне листа или, вернее, вне хлорофиллового зерна в природе не существует лаборатории, где бы выделялось органическое вещество. Во всех других органах и организмах оно превращается, преобразуется, только здесь оно образуется вновь из вещества неорганического.»

ГРФС Глобальная роль и масштабы фотосинтетической деятельности в биосфере:

1) Создание первичной биологической продуктивности (100-170 млрд.тонн/год на суше и 60-70 млрд.тонн/год в океане). В ходе фотосинтеза создано:

• Живое вещество биосферы (2400 млрд.тонн растений, 23 млрд.тонн гетеротрофов)

• Гумус, торф, подстилка

• Уголь, газ, нефть

• Вещество осадочных пород

2) Трансформация энергии солнца в энергию химических связей органических соединений. 80-85% ФАР и около 25% ИК лучей поглощается листьями растений; пропускается, соответственно, 5% и 30%, отражается – 10% и 45%. Из поглощенной энергии эффективно тратится в процессе фотосинтеза 0,5-2% ФАР. Остальная энергия используется преимущественно для испарения воды.

3) Продукция кислорода (70-120 млрд.тонн/год), что обеспечивает жизнедеятельность всех аэробов и производственные нужды человечества.

4) Создание и поддержание озонового экрана. Эта функция связана с защитой от жесткого космического излучения всего живого на Земле. Формирование озонового экрана было важнейшим фактором выхода жизни из океана на сушу около 400-500 тыс. лет назад.

5) Поддержание концентрации углекислого газа в атмосфере. Баланс поступления: дыхание живых организмов (37 млрд.тонн/год); производство (5 млрд.тонн/год); геохимичекие процессы (0,5 млрд.тонн/год)– и поглощения (фотосинтез).

6) Предотвращение парникового эффекта.

7) Формирование и поддержание газового состава атмосферы.

Фотосинтетический аппарат – материальная основа фотосинтеза, совокупность структур, обеспечивающих фотосинтез. Как все биологические системы он представлен структурами разного иерархического уровня:

(из методички Киселевой –нз что именно имелось ввиду под уровнями)

• Растительность Земного шара

• Растительность биомов

• Фитоценоз

• Растение

• Лист

• Фототрофные ткани

• Клетка мезофилла

• хлоропласт

Дата добавления: 2017-02-01