die Fotosynthese. Das Versorgen der Energie. Die Fotosynthese. Die Gesamtvorstellung

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Wenn wird die Ausstrahlung der entsprechenden Länge der Welle chloroplastom absorbiert, das Dioxid des Kohlenstoffes ist es chemisch wird bis zu den Zuckern wieder hergestellt, und der gasförmige Sauerstoff hebt sich im Umfang heraus; gleich dem Umfang wieder hergestellt СО2. Diese Veränderungen sind nach der Richtung den Veränderungen entgegengesetzt, die bei der Oxydierung der Nährstoffe im Laufe der Atmung geschehen; also ist die wichtige Rolle der Pflanzen im Gleichgewicht der Natur und damit verbunden, dass sie in die Atmosphäre der Sauerstoff zurückgeben, der für die Atmung der überwiegenden Mehrheit der Organismen notwendig ist. Die Formel (СН20) die elementare Einheit des Moleküls des Kohlenhydrats bezeichnet (ist das Molekül der Glukose C6H1206 aus sechs solchen Einheiten aufgebaut), können wir die allgemeine Angleichung der Fotosynthese in der folgenden Art aufzeichnen:

enthalten Alle Komponenten dieser Reaktion den Sauerstoff, so dass die gebrachte Angleichung nichts darüber sagt, woher der sich bei der Fotosynthese heraushebende Sauerstoff übernimmt: aus СО2 oder aus Н20. Im Laufe von vielen Jahren meinten die Biologen, dass sich die Lichtenergie auf das Zerspalten des Moleküls СО2 und die Versetzung des Atomes Mit auf Н2О mit der Bildung (СН2О) verausgabt. Jedoch haben die Beobachtungen über den fotosynthetisierenden Mikroorganismen diese Vorstellung ins Schwanken gebracht. Die biochemischen Wege bei den fotosynthetisierenden Mikroorganismen, insgesamt unterscheiden sich ähnlich den entsprechenden Prozessen bei den höchsten Pflanzen, doch von ihnen etwas. Zum Beispiel, die fotosynthetisierenden purpurnen Bakterien verwenden bei der Fotosynthese nicht Н2О, a H2S und als Nebenprodukt der Fotosynthese wählen nicht den Sauerstoff, und den Schwefel:

An vielen Stellen der Erdkugel zur wichtigen natürlichen Quelle des elementaren Schwefels dienen die Ablagerungen des Schwefels, die sich gerade auf diese Weise bildete. Es ist ganz offenbar, dass dieser Schwefel nur aus H2S, gespalten im Laufe der Fotosynthese geschehen kann. Auf die gleiche Weise benehmen sich einige Wasserpflanzen, die man ' ' angewöhnen kann anstelle des Wassers das Wasserstoffgas Н2 für die Wiederherstellung СО2 bis zu (СН2О) zu verwenden, d.h. Bis zum Niveau des Kohlenhydrats:

Ist Klar, dass sich in beiden diesen Mechanismen die Lichtenergie auf die Zerlegung (fotolis) des Spenders des Wasserstoffes verausgabt, und die Wiederaufbaukraft, die auf diese Weise generiert wird, wird für die Umwandlung СО2 in (СН2О) verwendet.

Wenn haben verschiedenen Organismen irgendwelchen allgemeinen Weg der Fotosynthese, so lassen die gebrachten Daten zu zu vermuten, dass auch sich bei den höchsten Pflanzen die Lichtenergie auf die Zerlegung des Wassers verausgabt. Sich darin zu überzeugen, dass diese Annahme treu ist, es gelang, wenn die Biochemiker anfingen, für das Studium der Fotosynthese Н2О oder СО2, metschennyje vom schweren Isotop des Sauerstoffs (18О) zu verwenden. In diesen Experimenten war es gezeigt, dass der sich heraushebende Sauerstoff nach isotopnomu dem Bestand dem Sauerstoff, der im Wasser enthalten ist, und nicht in СО2 immer entspricht. Eigentlich, fotolis des Wassers ist ein Schlüssel zum ganzen Prozess der Fotosynthese, da gerade in dieser Etappe die Lichtenergie für die Produktion der chemischen Arbeit verwendet wird.

Im Molekül des Sauerstoffs, der sich bei der Fotosynthese bei den höchsten Pflanzen heraushebt, sind zwei Atome des Sauerstoffs enthalten, und im Molekül des Wassers - nur ein solches Atom, und bedeutet es, dass die Reaktion zwei Moleküle des Wassers betreten sollen.

, um die ausgeglichene Angleichung zu bekommen, die richtig den Mechanismus der summarischen Reaktion widerspiegelt, sollen wir in beide Teil dieser Angleichung noch nach einem Molekül des Wassers einführen. Wenn das Wasser 18О enthalten wird, so werden wir

Wenn werden wir bei der Hilfe 18О das Dioxid des Kohlenstoffes bezeichnen, so wird die Angleichung die folgende Art übernehmen:

wird der sich bei der Fotosynthese Heraushebende Sauerstoff aus dem die Reaktion betretenden Wasser erhalten, das sich bildende Molekül des Wassers unterscheidet sich von zwei jenen Molekülen, die sich fotolisu untergezogen haben. Auf der Abb. 4.1 ist das Schema gebracht, das dem Leser anschaulicher helfen kann sich den allgemeinen Lauf der betrachteten Reaktion vorzustellen. Aus diesem Schema ist es sichtbar, dass die Lichtenergie für die Zerlegung des Wassers verwendet wird. Dabei hebt sich der Sauerstoff heraus und bildet sich auch ' der Wasserstoff ' (oder ' die Wiederaufbaukraft '), ausgegeben 1) auf die Wiederherstellung СО2 bis zum Finalprodukt der Fotosynthese (СН2О) und 2) auf die Bildung des neuen Moleküls des Wassers Natürlich, gibt es diese kurzeste Beschreibung der Fotosynthese, und in jeder der hier vorgestellten einfachen Reaktionen tatsächlich viel Zwischenstadien. Eine dieser Etappen sind mit der Umwandlung der Lichtenergie in chemisch verbunden, andere können wie auf dem Licht, als auch in der Dunkelheit geschehen. Diese Letzten heißen ' temnowymi von den Reaktionen ' der Fotosynthese.