Экологический портал

Главная страница экологического портала Правила карта сайта Обратная связь
Навигация по сайту
Это интересно!
Присоединяйся!
Наш опрос
Как вы связаны экологией ?
Работаю экологом.
Учусь в институте на эколога.
Изучаю экологию в школе.
Участвую в олимпиаде по экологии.
Просто увлекаюсь экологией.
Никак не связан с экологией.

Сейчас на сайте
Сейчас на сайте:
Пользователей: 0
Отсутствуют.
Роботов: 1
Yandex
Гостей: 8
Всех: 9
Именниников сегодня нет

Фотосинтез - энергия фотосинтеза

 экологические термины, Экологические статьи  18-09-2009, 16:36  Author: Aleksei

энергия фотосинтеза

Когда говорят, что в результате фотосинтеза световая энергия превращается в энергию химических связей органического вещества, то сильно упрощают реальную ситуацию. Таким же упрощением является и обычно приводимое уравнение фотосинтеза:
бС09 + бН20 + энергия света -»
- с6н12о6 + бо2.
Глядя на уравнение, можно подумать, что энергия света используется сначала для разложения молекулы диоксида углерода (С09) на углерод и кислород, а затем уже для присоединения атома углерода к молекуле воды.
Однако учёные смогли доказать, что на самом деле это не так. В ходе эксперимента растениям дали не обычную воду, а «тяжёлую», в которой значительная часть атомов кислорода представлена изотопами 180 (в обычной воде преобладают изотопы 1бО). Затем провели изотопный анализ выделившегося в результате фотосинтеза кислорода и выяснили, что весь он «меченый», т. е. берёт своё начало из воды, а не из углекислого газа. Этот эксперимент окончательно подтвердил, что на первых этапах фотосинтеза происходит разложение молекулы воды на водород и кислород. Атомы водорода идут на построение органического вещества, а кислород выделяется во внешнюю среду как побочный продукт. Нам, существам, не способным жить без свободного кислорода в атмосфере, трудно представить, что многим другим организмам он не нужен, но это именно так. Подобная схема фотосинтеза свойственна всем зелёным растениям и цианобактериям. Но она вовсе не универсальна. Например, фотосинтезирующие серобактерии в качестве источника водорода используют не воду, а сероводород (H2S), выделяется же не кислород, а сера.
Зелёные растения, цианобактерии и серобактерии — это фототрофы, т. е. источником энергии для их жизнедеятельности служит свет. Но не менее многочисленны на нашей планете и хемотрофы — организмы, использующие не световую энергию, а энергию, заключённую непосредственно в молекулах тех или иных веществ. К хемотрофам относятся все животные, грибы и очень многие бактерии. При этом если животные, грибы и значительная часть бактерий нуждаются в довольно сложных органических соединениях, то некоторые бактерии могут довольствоваться простыми неорганическими веществами. Так, например, железобактерии получают энергию, окисляя железо-.
4FeCCX + О, + бН90
4Fe(OH)3
+
+ 4С09 + энергия.
Существуют бактерии, которые получают энергию за счёт окисления соединений азота — аммиака или нитрита. Процесс, называемый нитрификацией, чрезвычайно важен для поддержания круговорота азота на Земле
Все живые существа можно разделить на две большие группы в зависимости от того, какие соединения служат им источником углерода. Так, зелёные растения, цианобактерии, железобактерии, фотосинтезирующие серные, нитрифицирующие и некоторые другие бактерии сходны между собой тем, что необходимый им углерод они получают из углекислого газа. Животные, грибы и большинство бактерий в качестве источника углерода используют только готовые органические соединения. Организмы первой группы — это автотрофы, т. е. «самопитающиеся», а представители второй — гетеротрофы, т. е. «питающиеся другим».
Два возможных источника энергии (световая или химическая) и два
источника углерода (ОЭ9 или органическое вещество) дали четыре варианта комбинаций друг с другом, которые появились в ходе эволюции, причём на достаточно ранних её этапах Что же это за группы?
Во-первых, фотоавтотрофы, использующие в качестве источника энергии свет, а в качестве источника углерода — С09. Данная очень обширная группа включает все зелёные растения, цианобактерии и часть серобактерий.

Во-вторых, хемоавтотрофы, использующие химическую энергию, а в качестве источника углерода — С09. К ним относятся бактерии, образующие метан, бактерии, преобразующие разные соединения азота, а также серобактерии, получающие энергию за счёт окисления сероводорода и





Фумарола — выход
струи горячих
сернистых газов
в районе действующих
вулканов —
на Кунашире, одном
из Курильских
островов. В подобных
богатых серой местах
возможно
су шествование
бактерий-
хемоавтотрофов,
используюших
преобразования серы
как источник энергии.
других сульфидов. Последняя группа бактерий обеспечивает существование своего рода оазисов жизни на больших глубинах океана, в так называемых гидротермах — местах выхода горячих источников, богатых соединениями серы.
В-третьих, фотогетеротрофы, использующие энергию света, но нуждающиеся в органическом веществе, из которого они берут углерод. Это небольшая группа бактерий, например таких, как пурпурные несерные.
В-четвёртых, хемогетеротрофы, живущие за счёт использования энергии химических веществ и получающие углерод из органических соединений. Это очень многочисленная группа, объединяющая всех животных, грибы, многих бактерий и даже некоторые высшие растения, перешедшие к паразитическому образу жизни и потому утратившие способ-
ность к фотосинтезу (например, растущий в лесах средней полосы петров крест).
Итак, что же отличает живое от неживого с «энергетической» точки зрения? В неживых системах энергия любых видов со временем превращается в рассеянную тепловую. Такое «обесценивание» энергии измеряют величиной, которую называют энтропией. Возрастание энтропии — это уменьшение упорядоченности. Подавляющее большинство процессов в неживой природе приводят к возрастанию энтропии: кристалл, открытый дождям и ветрам, будет со временем буквально стёрт в порошок, утратив свою высокую упорядоченность; сложное вещество скорее распадётся на несколько простых, чем образует ещё более сложную и упорядоченную структуру. То же можно наблюдать повседневно в любом доме: так, раскиданные по всей комнате книги никогда сами собой не выстроятся на полке. Живые же организмы могут увеличивать свою упорядоченность, образуя очень сложные структуры. Однако, как показал известный бельгийский учёный, нобелевский лауреат И. Пригожий, это возможно лишь за счёт непрерывной работы, в процессе которой происходит обязательное рассеивание энергии. Упорядоченность живого не возникает сама по себе. За неё организму постоянно приходится расплачиваться энергией, а значит — увеличением энтропии в окружающей среде.




загрузка...

Информация

Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.