Биохимическая сущность фотосинтеза и космическая роль зелёных растений (К.А.Тимирязев)

Фотосинтез – процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды при участии энергии солнечного света. ( от греч. «фото» - свет, «синтез» - образование)

Зеленый цвет растений – это цвет химического вещества хлорофилла (от греч. «хлорос» - зеленый, «филос»- лист), который находится в пластидах клетки в хлоропластах. Это вещество играет в фотосинтезе главную роль. Процесс фотосинтеза многоступенчатый. Он запускается, когда на молекулу хлорофилла попадает частица света (фотон). В процессе фотосинтеза выделяют две фазы.Световая фаза идет только на свету и более длительная, темновая, в свете не нуждается. В световой фазе выделяется кислород, образуется энергия, в темновой фазе синтезируется углевод (глюкоза).

Параметры	Световая фаза	Темновая фаза
Локализация	Тилакоиды	Строма
Основные процессы	1. Выбивание е- под hv(квант света) 2. Н2О =Н+ + ОН- →O2↑ 3. Н восстанавливает НАДФ→НАДФ+Н 4. Синтез АТФ	Цикл Кальвина
Исходные вещ-ва	Н2О, АДФ , хлорофилл,	СО2, НАДФ*Н
Продукты	НАДФ*Н	Глюкоза, аминокислоты
Источник энергии	hv (энергия солнца)-квант света	АТФ

Особая роль в этом отношении принадлежит зеленым растениям, роль, которую К. А. Тимирязев назвал Космической. Она заключается в том, что «зеленое зерно хлорофилла является фокусом, точкой в мировом пространстве, в которую с одного конца притекает энергия солнца, а с другого берут начало все проявления жизни на Земле»

 

Ежегодно на Землю поступает огромное количество энергии солнца (1,26- 1024 кал), 42% которой отражается в мировое пространство. Используя часть энергии солнечных лучей, зеленые растения утилизируют углекислый газ воздуха в качестве источника углерода в процессе синтеза органических веществ. Но зеленое растение не только получает для себя пищу из неорганической природы, оно, по словам Тимирязева, является посредником между небом и Землей. Энергия, полученная от солнечного луча, аккумулируется в растении и в этом виде вместе с накопленным в его теле органическим веществом поступает в организм других растений или животных, питающихся растительной пищей. Последние в свою очередь служат пищей для других гетеротрофных организмов.

Выделяемый в процессе фотосинтеза кислород оказывается необходимым для жизни всех аэробных организмов, которые в процессе дыхания поглощают его из воздуха, одновременно выделяя углекислый газ. Такое постоянное поступление углекислого газа в атмосферу имеет колоссальное значение в круговороте веществ.

Выдающийся русский ученый конца ХIХ – начала ХХ в. Климент Аркадьевич Тимирязев (1843-1920) роль зеленых растений на Земле назвал космической. Зеленые растения благодаря фотосинтезу осуществляют чрезвычайно важную — космическую — роль в жизни нашей планеты. Она заключается в том, что растения, преобразуя энергию солнечного света, запасают огромное количество энергии в виде органического вещества и выделяют в атмосферу кислород.