Фотосинтезата и транспирацията

Фотосинтезата е процес на усвояване на слънчеви централи, въглероден двуокис и вода. Чрез използване на слънчева енергия, зелени растения преобразуват енергията лошо материал (СО2 и Н2 О) в богати на енергия въглехидрати и някои други органични вещества. Общо процес на фотосинтеза се изразява чрез следното уравнение:

Общото уравнение на фотосинтезата не предоставя информация за всички сложността на този процес. Фотосинтезата се провежда в хлоропласти - пластиди зелен лист и други зелени части на растението. В същата клетка лист съдържа десетки хлоропласти и те възлизат на около една трета от цитоплазмата. На 1 cm 2 на листа има няколко милиона хлоропласти и затова изглежда зелено лист.

Хлоропласти са много сложна слоеста (Пластични) структура. Извън те са покрити с двойно протеин-липоидна план мембраната. От тези мембрани отделни плоски решетки на торбички, образувани в хлоропласта - така наречените аспекти. Grana свързани тръби, също образувани от мембраните. В някои начин мембрана Gran интегрирани хлорофил и каротин молекули и вектори на електроните и протоните. В intergranal порциите хлоропласти (строма) множество ензими, необходими за свързване на въглероден диоксид и синтез на въглехидрати, както и много други вещества, от които се хлоропластен строителни.

Усвояването на лека квантов, хлорофил молекула става по електронен път възбудено състояние на определен за един от своите електрони повдигнат по-високо ниво на енергия. Енергията на възбудени молекули на хлорофил, включващи вектор система и ензими, използвани за образуването на аденозин трифосфат (АТР) от adenoznndifosfata (ADP) и неорганичен фосфат за разцепване (фотолиза) вода на йоните на Н и ОН водородните атоми (или Н + и Е, т. F . протони и електрони) са прикрепени към никотинамид аденин динуклеотид (съкратено NADPH) за образуване NADP · Н2. ОН група рекомбинират в молекули на вода и молекулярен кислород: 4ON → 2Н2 О + О2. Кислородът от листото изпуска в атмосферата.

Така Grana хлоропластен светлина кванти енергия се превръща в химическата енергия на АТР и NADP · Н2. С това приключва фотосинтезата в тесния смисъл на думата, че да се свързват CO2 и да го превърне с участието на ATP и NADPH • H2 на въглехидрати светлина вече не е необходима. Следователно, един процес на фотосинтеза обикновено се разделя на лека фаза се извършва в гранит и тъмната фаза, продължаваща в стромата хлоро-слоеве (фиг. 28).

Фиг. 28. Асимилация на светлинна енергия и въглероден диоксид в фотосинтеза А - светлина зависими реакции; Б - тъмна фаза

Абсорбира листа въглерод, газ се разтваря във вода и клетката се превръща във въглероден диоксид: СО2 + Н 2О - Н2 CO3. Въглероден диоксид дифундира в хлоропласта и тяхната строма прикрепени към пет въглеродни фосфорилирани въглехидрати (пентоза) -ribulozodifosfatu (RDF). врата tiuglerodnoe Полученото съединение се разлага две молекули на фосфо-глицеринова киселина (PGA), който след това се редуцира от NADP на водород и АТР • Н2 енергия да fosfoglitserino-dehyde (РНА). Последно вече представлява една много проста въглехидрати триоз лесно се превръща в хлоропласти в конвенционалните въглехидрати: фруктоза, глюкоза, захароза, нишесте и др ...

Въглехидратите от листа на сито тръби електропроводими греди движат в не-фотосинтезиращи тъкани и органи са главно под формата на захароза, която е също така лесно се превръща в други въглехидрати. По време на дишане въглехидрати са окислени до органични киселини, от които амониев участие могат да образуват аминокиселини, и от тях - протеини и други азотни съединения, включително азотни основи на ДНК и РНК. Въглехидратите са лесно превърнати и мазнини (растителни масла).

Фотосинтетично активна част на целия видим спектър, т. Е. от 400 до 700 лт. Поради взаимодействието с протеини и липиди, хлорофил в лицата има широк спектър на абсорбция и подравнени отколкото в разтвори. Ето защо наред в твърдението, че хлорофилът в листата поглъща само червени лъчи, както и че фотосинтезата се среща само в червена светлина.

В обедните часове летни общата слънчева радиация може да достигне 7 • 102 J / (m2 * и). За фотосинтезата е само около 1% от радиацията, а останалата част се превръща в топлинна енергия в растението. За да се избегне прегряване, растенията трябва да се изпарява (transpirirovat) много вода. Като цяло, устройството образуване на сухо вещество се изпарява около 300-400 единици на вода.

Листата са адаптирани забележително да се осигури, доколкото е възможно да абсорбира светлина и въглероден двуокис и в същото време толкова малка, колкото е възможно да се изпари водата и се охлажда.

Плоският, тънък прозрачен и ламина, подредени в редове и много малък засенчване помежду си поради мозайка лист, добре вентилирана и полупрозрачен. остър лист повърхност преобладаването на над обема им позволява да се премахне излишната топлина чрез излъчване и конвективни горещи вълни върне част от топлината на околния въздух. В резултат на това на листа се отървава от около две трети от излишната топлина и само една трета да изразходва за изпаряване.

Плътен подреждане устицата (5000-50000 за 1 cm2) осигурява по-голяма скорост на дифузия на водните молекули и кислородни молекули от лист и лист от въглероден диоксид. Чрез намаляване на съдържанието на вода в листата под определена граница устицата са затворени и изпарението на водата престане, тъй като около 99% от повърхността е покрита с водонепропусклива лист кутикула.

Водата в растения образува един хидростатичен система от абсорбиращ вода изпаряване корен клетки на своите листни клетки. Тънкият непрекъснати нишки вода прониква клетъчни мембрани и tracheids п съдове. Намаляването на съдържанието на вода в клетъчните стени поради транспирацията на вода предизвиква напрежение на нишки в тях, и поради междумолекулни сили на сцепление и непрекъснатост на напрежението на водната фаза се пропуска през кръвоносната система на листа, дръжка и стволови към корените, което води до протичане на вода от почвата към корените. Колкото по-силно нагретите листата и колкото повече се изпарява вода, така че, следователно, по-големи потоци на вода към корените. Така централата, за да абсорбира вода от почвата и да го движи нагоре по слънчева енергия използване стъбло.

В transpiratsin отсъствие (при 100% относителна влажност) в наземни растения и растения, които са потопени във вода, коренът активно абсорбира вода и се активно изпомпва в съдовете на корена, стволови и листа, загуба на енергийния метаболизъм. Тази способност за активно абсорбира и освобождава вода поради дишане и енергия са всички останали живи растителни клетки. Това обяснява поток пролетта сок в дървета и храсти, преди разлистването, когато почти не повече transpiratsin. Това, заедно с вода подава въглехидрати, органични киселини, аминокиселини, витамини и минерали, необходими за развитието на листа и цветове на бъбреците.

Активно поемане на вода и тревисти растения характеристика. Много растения произвеждат течни капки от микроскопични дупки в листата през нощта и ранните сутрешни часове, когато няма transpiratsin. От пънове намали растения като част от течността се отделя. Ако дърво пън да се постави гумена тръба, и се присъединяват стъклена епруветка, след това след известно време тя се натрупва течност, всички тези явления са причинени от корен налягане, т. Е. активен вода инжектиране обратно в съдовата система.

Така в растения двете основни вещества: нагоре - от корените към листата и низходяща - от листата към корените. В нагоре поток през съдовете се движат вода с разтворени минерални соли на сито тръби надолу движат продукти на фотосинтеза.