Фотосинтез растений

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Фотосинтез растений

Фотосинтез протекает при всех длинах волн видимого излучения, но особенно интенсивно в интервалах 510-400 нм (сине-фиолетовая область) и 720-610 нм (красно-оранжевая область). На рисунке сопоставлены кривые относительной интенсивности спектрального действия при фотосинтезе (зелёная линия) и относительной интенсивности абсорбции хлорофиллом (синяя линия).

Излучение, которое падает на растение, частью отражается, частью поглощается и частью пропускается растением. Поглощённое излучение проникает во внутренние ткани, к отдельным клеткам. Зелёные растения имеют клетки, содержащие зелёный краситель -- хлорофилл, который у высших растений бывает в двух формах («A» и «B»). В клетках хлорофилл не распределяется равномерно, а сосредоточен в так называемых хлоропластах -- тельцах размером около 5 микрометров, имеющих форму линзы. И здесь зелёный краситель не распределяется равномерно, а образует мельчайшие крупинки, находящиеся в бесцветной жидкости -- клеточном соке, и всё это заключено в оболочку. Количество хлоропластов в отдельных клетках изменяется в зависимости от рода (семейства) растения. Хлорофилльные тельца в действительности являются сложной химической «мастерской», где протекают процессы, которые мы называем фотосинтезом или ассимиляцией. С химической точки зрения фотосинтез -- это ряд химических реакций, в результате которых из неорганических веществ образуются органические -- сахар (прежде всего глюкоза). Эти реакции протекают в присутствии катализаторов (энзимов) и только при участии видимого излучения. С физической точки зрения хлоропласты превращают энергию излучения в химическую. фотосинтез энергетический свет растение

Фотосинтез слагается из двух процессов: первичной реакции, которая может протекать только под влиянием света нужного спектрального состава и вторичной (темновой) реакции, которая состоит в восстановлении углекислого газа водородом, образовавшимся при разложении воды. Эта реакция может протекать и в темноте.

Действенность и результат фотосинтеза зависят от целого ряда условий и обстоятельств, например, от строения устьиц, возраста растения, количества питательных веществ, температуры окружающей среды, количества воды, но прежде всего от количества падающей на растение фотосинтетически активной радиации. Однако существует определённая граница освещённости -- точка насыщения, при которой дальнейшее увеличение инсоляции растения не приводит к повышению интенсивности фотосинтеза. В противоположном случае, когда степень инсоляции близка к нижней границе, при которой фотосинтез ещё возможен, растения деформируются, вытягиваются, приобретают желтоватую окраску. Такие растения называются этиолированными.

Особые вибрационные движения хромофоров, "световых антенн", содействуют переносу энергии в макромолекулах фотосинтезирующего комплекса. Мы обнаружили, что физические свойства некоторых таких вибраций нельзя описать при помощи классических законов физики, и, более того, использование принципов квантовой физики в данном случае увеличивает эффективность переноса энергии", -- заявила Александра Олайя-Кастро из университетского колледжа Лондона.

Процессы оказывают влияние на перенос энергии в хромофорах с помощью особой математической модели, которая описывала поведение этих молекул. Изменяя параметры данной модели и физические процессы, которые управляют свойствами хромофоров, ученые пытались выяснить, участвуют ли в их работе только лишь «классические» законы науки, или в нее „вмешивается" и сама квантовая механика.

Если какая-то часть хромофоров находится в состояниях, которые невозможно описать с помощью классической физической науки. Этот факт, как полагают ученые, говорит о квантовом характере фотосинтеза. Специалисты предлагают продолжить наблюдения за подобными вибрациями, что поможет подтвердить наличие особого «квантового двигателя» в листьях растений.

Размещено на Allbest.ru