Особливості фотосинтезу сукулентів
Відео: Рослини для дому
Про вплив сонячної енергії на хлорофіл, засвоєнні і перетворенні її в хімічні сполуки написані величезні томи. Процес поглинання квантів світла і перетворення вуглекислого газу в органічні сполуки - фотосинтез - в даний час в біології вивчений детально.
Вплив світла на зелені рослини вивчалося досить тривалий час. Вперше синтез органічних речовин завдяки сонячній енергії був названий фотосинтезом в 1877 році. Наведемо визначення: «фотосинтез - це процес поглинання електромагнітної енергії сонця хлорофілом і допоміжними пігментами і перетворення її в хімічну енергію, поглинання вуглекислого газу з атмосфери, синтез органічних сполук і виділення кисню в атмосферу». Таким чином, для успішного протікання фотосинтезу потрібно світло, вуглекислий газ, вода і спеціальний пігмент - хлорофіл.
Елементарне рівняння фотосинтезу виглядає так:
6С02 + 6Н20 + 674 ккал - (світло, хлорофіл) - С6Н1206 + 602
Як видно, вуглекислий газ відновлюється до простих цукрів, які повинні були б тут же окислюватися вільним киснем і перетворюватися знову в вуглекислий газ. Однак продукти фотосинтетических реакцій розділені завдяки унікальній будові спеціальних клітинних утворень - хлоропластів.
Хлоропласта є овальні тільця, вільно розташовані в цитоплазмі клітини. За будовою хлропласти представляють собою мішок, утворений двома подвійними мембранами, пронизаним порами.
Внутрішня порожнина заповнена драглисті речовиною - стромой, в якій розташовані сплощені округлі мішечки - тилакоїди, складені на зразок стовпчиків монет в грани. Зазвичай в розвиненому хлоропласті знаходиться 100-150 гран, що складаються з 10-30 тилакоїдів. Якщо враховувати, що пігменти зосереджені в мембранах тилакоїдів, то сумарна фотосинтетична поверхня у багато разів перевищує поверхню клітинної мембрани.
Хлоропласти мають зелене забарвлення завдяки хлорофілу. Крім них, в клітинах знаходяться ще два види пластид: жовті та оранжеві - хромопласти і безбарвні - лейкопласти.
У процесі фотосинтезу відбувається поглинання світла пігментами хлоропластів. Велика частина сонячної енергії поглинається хлорофілу і каротиноїди. Найбільш важливі з них: хлорофіл а, має синьо-зелену окраску- хлорофіл b - світло-зеленую- каротин - помаранчеву і ксантофилл - жовту (останні два належать до групи каротиноїдів).
За хімічною будовою хлорофіл дуже близький до червоного пігменту крові - гему, але містить не атом заліза, а атом магнію. хлорофіл а відрізняється від хлорофілу b тільки тим, що у другого метильная група замінена на радикал -СОН. Для утворення хлорофілу в рослинах необхідно кілька чітко визначених умов: присутність пропластид, здатних до позеленіння (майбутніх хлоропластів), світла і солей заліза, які є каталізаторами енергопоглотітельних процесів, при відсутності яких спостерігається збліднення (хлороз) зелених тканин рослини.
У зелених клітинах листя мезофітних рослин в результаті фотосинтетичної реакції утворюються прості цукри (глюкоза, фруктоза), які потім синтезуються в крохмаль. Хімізм фотосинтезу досить складний і являє собою ряд перетворень сполук вуглецю і утворення багатих енергією органічних сполук фосфору, відбувається накопичення енергії у вигляді хімічних зв`язків.
Всі реакції фотосинтезу умовно діляться на: світлові і темпові.
Світлові реакції відбуваються під дією енергії сонця. До них відносяться: розкладання води на кисень і водень, освіту енергетичних фосфорних сполук і синтез амінокислот і білків.
Темнові реакції проходять (не обов`язково вночі і в темряві) під дією енергії хімічних зв`язків і мають кінцевим результатом утворення простих Сахаров і виділення в атмосферу молекулярного кисню. Оптимальна температура процесів фотосинтезу лежить в межах 20- 30 ° С. У мезофітних рослин у вегетаційний період днем йде поглинання вуглекислого газу, синтез органічних речовин і виділення кисню. Процес дихання, який за своєю суттю протилежний фотосинтезу, проходить постійно протягом доби, але його інтенсивність змінюється в зв`язку з добовими коливаннями температури навколишнього середовища. Температурний оптимум дихання значно вище, ніж фотосинтетичний, тому на світлі при температурі 15-30 ° С синтез переважає над розпадом. Якщо ж температура повітря підвищується до 45-50 ° С, фотосинтез майже припиняється, в той час як процес дихання йде повним ходом. Тобто однією з причин пригнічення і загибелі мезофітних рослин при підвищеній температурі є їх виснаження при активному диханні і пригніченні фотосинтезу.
123
Поділися в соц мережах:
Схожі
