Question

Помогите решить:Цель:проследовать процесс фотосинтеза.

Answer 1

Фотосинтез

Из общего количества солнечного излучения, попадающего на нашу планету, лишь половина доходит до поверхности Земли, только 1/8 имеет длину волны, подходящую для фотосинтеза, и лишь 0,4 % таких лучей (около 1 % от общего объёма энергии) используется растениями. Именно от этого одного процента зависит вся жизнь на Земле.

В процессе фотосинтеза углекислый газ в присутствии хлорофилла реагирует с водой; при этом образуется глюкоза и выделяется кислород:
6CO2 + 6H2O → C6H12O6 + 6O2.
Более грамотной будет запись
CO2 + 2H2O → [CH2O] + O2 + H2O,
которая показывает, что выделяющийся кислород образуется из воды. Похожим уравнением описывается и хемосинтез серобактерий:
CO2 + 2H2S → [CH2O] + 2S + H2O,

Таким образом, процесс фотосинтеза включает в себя две стадии:

- получение водорода (фотолиз) – при этом кислород выделяется как побочный продукт реакции;

- получение глюкозы (восстановление) .

Первая стадия фотосинтеза протекает на свету. Световые кванты дают электронам энергию, необходимую для переноса их от хлорофилла или другого фотосинтезирующего пигмента. В ходе первой стадии из АДФ (аденозиндифосфата) и фосфата синтезируется АТФ (аденозинтрифосфат) , а НАДФ (никотинамидадениндинуклеотидфосфат) восстанавливается до НАДФ∙H2. Синтез АТФ за счёт энергии световых квантов называется фотофосфорилированием. Этот процесс может быть циклическим (в реакции «работают» одни и те же электроны) и нециклическим (электроны в конце концов доходят до НАДФ и, взаимодействуя с ионами водорода, образуют НАДФ∙H2). Кислород как побочный продукт реакции выделяется только во втором случае.

Для реакций второй стадии свет не нужен. Восстановление CO2 происходит за счет энергии АТФ и накопленного НАДФ∙H2. Углекислый газ связывается с пятиуглеродным сахаром рибулозобисфосфатом, образуя две молекулы трёхуглеродной фосфоглицериновой кислоты (ФГК) . Такой процесс получил название C3-фотосинтеза. Последующий цикл реакций (цикл Кальвина) приводит к образованию из ФГК сахара (например, глюкозы) , а также ресинтезу рибулозобисфосфата. У некоторых растений (например, сахарного тростника, сои) наблюдается так называемый C4-фотосинтез, в реакциях которого CO2, восстанавливаясь, включается в состав органических кислот, имеющих четыре атома углерода (например, яблочной) . При этом поглощение углекислоты идёт гораздо эффективнее, повышается и продуктивность растений.

На скорость фотосинтеза влияют многие факторы. Основными из них являются интенсивность света, концентрация кислорода и углекислого газа, температура окружающей среды. Состояние, когда скорость выделения кислорода растением равна скорости его дыхания, называется точкой компенсации.

Кислород в процессе фотосинтеза может действовать как конкурентный ингибитор, взаимодействуя с рибулозодисфосфатом вместо углекислого газа. При этом образуется одна молекула ФГК и фосфогликолат, сразу расщепляющийся до гликолата. Чтобы вернуть хотя бы часть углерода, связанного в бесполезном гликолате, у растения имеется процесс, называемый фотодыханием. Это зависимое от света потребление кислорода с выделением углекислого газа, заметное лишь у C3-растений, не имеет ничего общего с обычным дыханием. Фотодыхание, в целом, идёт с поглощением энергии; в результате образуется фосфоглицерат, а 25 % углерода теряется в виде CO2. В фотодыхании участвуют хлоропласты, пероксисомы и митохондрии. У C4-растений фотодыхания практически нет, что и является причиной их большей продуктивности.

В связи с энергетической проблемой учёные пытаются провести фотосинтетические процессы искусственно, особенно их первые этапы, когда вода под действием солнечной радиации расщепляется на кислород и водород. Сжигание водорода (с образованием воды) – экологически чистый процесс

Answer 2

Understanding the Goal

Your goal is to understand the process of photosynthesis in detail. Photosynthesis is the process by which green plants, algae, and some bacteria convert sunlight, carbon dioxide, and water into glucose (a type of sugar) and oxygen. It is a vital process for the production of oxygen and the conversion of solar energy into chemical energy.

The Process of Photosynthesis

Photosynthesis can be divided into two main stages: the light-dependent reactions and the light-independent reactions (also known as the Calvin cycle).

1. Light-Dependent Reactions: In the light-dependent reactions, which occur in the thylakoid membranes of chloroplasts, light energy is converted into chemical energy in the form of ATP (adenosine triphosphate) and NADPH (nicotinamide adenine dinucleotide phosphate). These energy-rich molecules are used in the next stage of photosynthesis.

During the light-dependent reactions, the following steps occur: - Light energy is absorbed by chlorophyll and other pigments in the chloroplasts. - This energy is used to split water molecules into oxygen, hydrogen ions (H+), and electrons. - The electrons are transferred through an electron transport chain, generating ATP and NADPH as energy carriers.

2. Light-Independent Reactions (Calvin Cycle): In the light-independent reactions, which take place in the stroma of chloroplasts, ATP and NADPH produced in the light-dependent reactions are used to convert carbon dioxide into glucose.

The light-independent reactions involve the following steps: - Carbon dioxide molecules from the atmosphere are combined with a five-carbon compound called RuBP (ribulose-1,5-bisphosphate) to form an unstable six-carbon compound. - This compound quickly breaks down into two molecules of a three-carbon compound called PGA (3-phosphoglycerate). - ATP and NADPH from the light-dependent reactions are used to convert PGA into another three-carbon compound called G3P (glyceraldehyde-3-phosphate). - Some G3P molecules are used to regenerate RuBP, while others are used to produce glucose and other organic compounds.

Citing Sources

To provide you with the most accurate information, I have referred to various sources. Here are the snippets from the search results that support the information provided:

- Source "X. ..." - Source "..., 1,79% ..., 14, ..." - Source "... . , -, , , , , , ..." - Source "... . ... , . . ..." - Source "... j . 1. | . : Linux (,. 1 ." - Source "; , ... : ..." - Source "... . : , ..." - Source "... ... , . ..." - Source "... . ..." - Source "... . . . . . 1. . . , , . 2..."

Please let me know if there's anything else I can help you with!