27. Що являє собою процес фотосинтезу?

Фотосинтез є ключовим процесом життєдіяльності і відбувається у вищих рослинах, водоростях, багатьох бактеріях. Сам процес відіграє важливу роль у кругообігу вуглецю у природі. Фотосинтез - процес синтезу органічних сполук з вуглекислого газу та води з використанням енергії світла й за участю фотосинтетичних пігментів: (хлорофіл у рослин, бактеріохлорофіл у бактерій), із виділенням кисню як побічного продукту. У найпростішій формі він описується реакцією:

Рослина

H2O+С02--------------- >Органічна речовина+O2 Сонячна енергія

Окрім вуглецю, водню і кисню, в ході світлозамінних реакцій, щопротікають у рослинах, до складу органічних речовин включаються також азот і сірка. Основні процеси фотосинтезу сьогодні вже добре відомі. Це надзвичайно складний процес, що включає довгу послідовність координованих біохімічних реакцій. Фотосинтез – єдиний процес у біосфері, який призводить до засвоєння енергії Сонця і забезпечує існування як рослин, так і всіх гетеротрофних організмів.

28) Від чого залежить швидкість фотосинтезу?

Швидкість фотосинтезу залежить від надходження СО2 в лист, що в свою чергу, залежить від градієнта концентрації СО2 і від ряду протидіючих чинників, пов’язаних з наявністю фізичних та біологічних бар’єрів для дифузії (процес взаємного проникнення речовин при безпосередньому стиканні або крізь порувату перегородку) та асиміляції (переробка й використання організмами речовин, що надходять з навколишнього середовища). Основними зовнішніми факторами, що впливають на інтенсивність та швидкість фотосинтезу, є освітленість (дуже високі значення інтенсивності світла можуть призводити до знебарвлення хлорофілу і уповільнення реакцій фотосинтезу), концентрація діоксиду вуглецю (у нормальних умовах є основним лімітуючим фактором фотосинтезу) і температура (для рослин помірного клімату найбільш сприятливою температурою є температура приблизно 25 ° С)

29. Як визначаеться ефективність фотосинтезу?

Ефективність фотосинтезу з точки зору виробництва біомаси можна оцінити через частку загальної сонячної радіації, що потрапляє на певну площу за певний час , яка запасається в органічних речовинах врожаю. Це удаване невідповідність ефективності фотосинтезу і спектрів поглинання агрегованих форм хлорофілу пояснюється тим , що спектроскопічна картина не відповідає фактичному розподілу енергії між поглинаючими частинками. Міграція енергії призводить до її перерозподілу . Існування енергетичної сходи в системі довгохвильових смуг поглинання хлорофілу , каротиноїдів , фикобилинов , особливо у агрегатів хлорофілу , створює стік енергії з короткохвильових форм на мізерно мало поглинають з широкими довгохвильовими смугами форми. Короткохвильові форми хлорофілу виконують функцію светосбора і передачі енергії , довгохвильові - акцепторну функцію , проміжні володіють донорними і акцепторними властивостями. У цілому з урахуванням всіх пігментів на кінцеві довгохвильові форми хлорофілу мігрує до 80 % енергії, що поглинається .Він знайшов докази особливо сильною ефективності фотосинтезу ( високе значення відношення вихід / поглинання) на зеленому світлу для 10 видів червоних водоростей і уклав з цього, що червоний фікобіліновий пігмент має не меншою , якщо не більшою активністю , ніж зелений хлорофіл. При яскравому денному світлі ефективність фотосинтезу у хлорели може досягати 8 %, у зв'язку з чим її досліджують як можливе джерело їжі і кисню для далеких космічних польотів.Розглянемо , чому зручніше виражати ефективність фотосинтезу через квантовий вихід або квантовий витрата . Цей спосіб вираження грунтується на законі фотохімічних еквівалентів Ейнштейна : в фотохімічної реакції один фотон взаємодіє з однією молекулою . Цей закон , безсумнівно , застосуємо для первинних перетворень в захоплюючих центрах. Однак не всі первинні електронні переходи ведуть до утворення кінцевих продуктів фотосинтезу , а ці останні , ймовірно , сильно відрізняються від первинних продуктів. У результаті окислювальних процесів і фотоподиху в Сз - рослинах ефективність фотосинтезу зменшується на 15 - 50 % залежно від , виду рослин і умов навколишнього . Ці зміни обумовлені дією декількох факторів: 1 ) втратою субстрату карбоксилирования ; 2 ) втратою вуглецю з ВПФ - циклу; 3 ) втратою СО2 рослиною ; 4 ) зменшенням дифузійного градієнта , що сприяє дифузія в рослину .