Меню

Энергия солнечного света используемая растениями в процессе фотосинтеза

Cолнечная энергия в процессе фотосинтеза

Дата публикации: 21 сентября 2018

Солнечная энергия – это достаточно популярный в современном мире ресурс, который приноровились использовать многие люди, как в промышленных, так и в бытовых целях. Но для нас более привычно слышать о солнечных батареях, как об устройствах, имеющих в своей конструкции фотоэлементы, преобразующие солнечную энергию в электричество. В то время как солнечные батареи уже широко распространены в мире, идет разработка технологии использования солнечной энергии в процессе фотосинтеза. Ученые не прекращают попыток развить технологию искусственного фотосинтеза до уровня максимальной эффективности, которая присуща растениям.

Как можно использовать солнечную энергию в фотосинтезе?

С каждым днем становится известно все больше о естественных процессах и фотосинтез – не исключение. Ученые выяснили, что в процессе фотосинтеза энергия солнечного света играет роль механизма, запускающего ряд химических реакций, которые помогают растениям высвободить энергию, необходимую им для жизнедеятельности.

По словам ученых из Джорджии, самая большая проблема в создании искусственных механизмов, имитирующих фотосинтез, заключается в том, что в естественном процессе фотосинтеза солнечный свет как источник энергии, проходя через мембрану, не возвращается. Но во всех механизмах, созданных человеком, он возвращается, и пока не удалось понять, почему. Из-за этого, механизмы искусственного фотосинтеза не так эффективны, как у растений, из-за чего их использование пока невозможно.

Что сделано для достижения успеха в области воссоздания процесса фотосинтеза искусственно?

  • Американским ученым удалось создать искусственно бактерию, которая в плане эффективности переработки солнечной энергии в 40 раз превосходит большую часть растений. Такого результата удалось добиться благодаря умению искусственной бактерии создавать нанокристаллические образования, которые схожи по принципу работы с солнечными панелями.
  • Сентябрь 2017 года был ознаменован открытием еще одной функции искусственного фотосинтеза: перерабатывать углерод в другие виды биотоплива. Так, сотрудники лаборатории в Беркли описали процесс, когда углерод был преобразован в этанол и этилен. Первый можно использовать в качестве топлива, а второй нужен в производстве полиэтиленовых упаковок.
  • Не оставляют без внимания так же и водород как экологически безвредное топливо. Таким образом, недавно был представлен проект, где искусственно созданный лист при помощи энергии Солнца воссоздал водород. А при условии наличия в воздухе значительной доли углекислого газа, КПД листа вырастал.

О самом процессе фотосинтеза

Использование солнечной энергии в фотосинтезе нужно для химической реакции, в которой неорганические вещества преобразуются в органические. Таким образом, для реакции преобразования нужен углекислый газ и вода. Первый поступает из воздуха, а вторая – из почвы. Под воздействием энергии фотонов эти вещества преобразуются в глюкозу (или другую органику) и кислород.

То, что в процессе фотосинтеза образуется не только кислород, но и органическое вещество очень важно, поскольку ни один другой организм не может сделать из неорганики органику. Фотосинтез, можно сказать, обеспечивает нас питательными веществами, без которых, как и без воздуха, мы бы долго не прожили.

Если вникать в процесс, то реакция фотосинтеза разделена на 2 фазы: световую и темновую. Для первой из них обязательно нужен свет, а вторая протекает независимо от его наличия. Во время световой фазы как раз выделяется кислород, а сахара образовываются в темновой фазе, благодаря ряду сложных химических реакций.

Почему важно достижение успехов в области создания механизмов для искусственного фотосинтеза?

Даже сейчас, на этапе, когда человечество медленно, но уверенно движется к постепенному переходу на альтернативные источники энергии, существует огромный дисбаланс веществ в воздухе, который способствует существенным изменениям климата. При условии создания устройств, которые будут хотя бы так же эффективны как растения в сфере переработки веществ, мы сможем закрыть вопрос с глобальным потеплением.

Кроме того, если энергетический ресурс, который вырабатывается во время реакции фотосинтеза, будет действительно эффективен, можно будет использовать его наряду с другими альтернативными источниками энергии, или даже совмещать устройства, чтобы компенсировать недостатки работы одного механизма преимуществами другого. Такой подход поможет нам постепенно отказаться от ископаемых источников энергии, и, возможно, даже перейти на совершенно новый тип энергии.

Другими словами, вероятное использование фотосинтеза как еще одного варианта применения солнечной энергии – это решение для многих проблем, уже давно вставших перед человечеством и мешающих ему жить. Что касается перспектив развития науки в этой области, они представляются очень хорошими, поскольку сейчас есть достаточно возможностей и средств для использования или создания той аппаратуры, которая позволит изучить естественный процесс фотосинтеза до конца, а затем использовать его.

  • Какая жизнь без света?
  • Солнце – источник жизни для Iphone
  • Солнечные электростанции на территории России: реалии и перспективы
  • Солнечные батареи для подогрева воды в бассейне: секреты самостоятельного изготовления

Вам нужно войти, чтобы оставить комментарий.

Источник

Фотосинтез

Превращение света в кислород. О нем рассказывают в школе, его тщательно изучают в институтах, над разгадкой его тайны вот уже не одно столетие бьются маститые ученые. Его «разложили по полочкам», ему «перемыли все косточки». Но этот удивительный процесс по-прежнему остается «знакомым незнакомцем».

Свет — это вечно натянутая пружина, приводящая в действие механизм земной жизни.
Юлиус Роберт Майер

Всем известна поговорка «Мы едим для того, чтобы жить. ». Потребляемая нами пища — это источник энергии, благодаря которой мы можем двигаться, думать, творить, в общем — жить. А чтобы эту энергию из пищи извлечь, нам необходимо еще и дышать, ибо, образно говоря, пища сгорает в пламени кислорода и, сгорая, высвобождает нужную нам энергию. Таким образом, для производства энергии нам необходимы пища и кислород. Всего за один год человечество умудряется съесть более 7•108 млн тонн. Но ведь потребность дышать и питаться испытывает и все остальное, более многочисленное население Земли. Значит, используемые запасы питательных веществ и кислорода должны непрерывно пополняться. И это действительно происходит — благодаря растениям с их удивительной способностью к фотосинтезу. За один год под действием света на Земле, по ориентировочным подсчетам, образуется 6•1011 млн тонн органических веществ.

Читайте также:  Алоэ вера описание растения для детей

В природе царит закон целесообразности. И одной из ярких его иллюстраций служат «безотходные технологии», когда отработанные вещества одной живой системы автоматически становятся исходными соединениями для деятельности другой. Иначе это можно назвать круговоротом веществ в природе. Так происходит и с фотосинтезом. Ведь для производства питательных веществ и кислорода растения используют не что иное, как «отходы» жизнедеятельности всех живых существ, а именно: воду и углекислый газ.
Итак, роль фотосинтеза ясна. Теперь попытаемся разобраться с его замысловатым механизмом. Фотосинтез (от греч. photos «свет») — это образование сложных биологических молекул из простых химических соединений под действием света. В настоящее время принято выделять в этом процессе две стадии: световую (проходящую на свету) и темновую (которая для своего протекания непосредственно в освещении не нуждается). Темновые реакции это собственно синтез — цепочка последовательных химических превращений углекислого газа в сахара. Чтобы эти процессы происходили, нужна энергия. И не любая энергия, а именно та, которая будет «говорить» с реагирующими молекулами на их языке — языке химических превращений. Значит, прежде чем «запустить» синтез, необходимо уловить энергию света и трансформировать ее в движущую силу химических реакций. А это уже задача световой стадии фотосинтеза. Таким образом, связующим звеном обеих стадий служит так называемая химическая энергия (энергия химической связи), которая есть поглощенная и трансформированная энергия Солнца. А собственно акт трансформации энергии является главным событием фотосинтеза в целом.

«Местом действия» фотосинтеза служит растительная клетка (время действия, разумеется, — светлое время суток). Растительная клетка — это сложная живая система, она содержит ряд структур и выполняет множество функций. Некоторые процессы в клетке имеют строгую локализацию. Это относится и к фотосинтезу, а точнее, к стадии световых реакций. Процессы улавливания (поглощения), проведения и трансформации солнечной энергии происходят в специальных органеллах растительной клетки — хлоропластах. Поэтому хлоропласты можно еще назвать фототрансформаторами, фотогенераторами энергии. В клетках животных, к фотосинтезу неспособных, хлоропластов нет.

Вот мы и добрались до самого интересного — таинства «манипулирования» энергией. Где и как происходят три основных процесса: поглощение, проведение и трансформация солнечной энергии? Главными действующими лицами указанных событий являются специальные светочувствительные пигменты — хлорофиллы. Хлорофиллы могут поступать с энергией следующим образом: поглощать и передавать строго по назначению (это умеют все без исключения молекулы пигмента) и трансформировать световую энергию в химическую (а это по силам единицам).

Теперь по порядку. Солнечный свет улавливается группой из 200–300 молекул хлорофилла, которая называется антенный комплекс. Антенный комплекс представляет собой «воронку», собирающую энергию света и передающую ее к единому реакционному центру. Реакционный центр — это та самая уникальная молекула хлорофилла, обладающая редким, но очень ценным качеством — способностью к трансформации энергии. Не случайно ее еще называют «сердцем фотосистемы». Но вот что удивительно. В одиночку даже эта «сверхспособная» молекула, приняв порцию световой энергии, совершить трансформацию не сможет. В этом случае ее постигнет участь любой «заурядной» молекулы — «вспыхнуть на мгновение и погаснуть», то есть отдать поглощенную энергию в виде тепла и/или световой вспышки. Только тогда эта молекула будет «центром», когда станет центральным звеном в цепочке передачи энергетического импульса. Природа мудра, и в действительности все так и устроено: восприняв световую энергию от антенного комплекса, хлорофилл реакционного центра трансформирует ее и передает дальше по цепочке, которая так и называется — «цепь передачи электрона».

Откуда взялся электрон, и что произошло с энергией света? Под действием света электронейтральная молекула хлорофилла реакционного центра выходит из состояния равновесия и в ней «выделяются противоположности» — разделяются заряды: отрицательно заряженный электрон «вылетает» из молекулы, оставляя за собой положительно заряженное пустое место — «дырку». Выбитый с насиженного места электрон мгновенно перехватывается новой молекулой — первым звеном в «цепи передачи электронов» — и начинает свое путешествие по этой цепи от одного переносчика к другому. Таким образом энергия света трансформируется в энергию движущегося электрона. А что же молекула хлорофилла? Она временно «недееспособна». Чтобы стать готовой к восприятию новой порции солнечной энергии, молекула хлорофилла должна восстановить равновесие — воссоединить пустующую «дырку» с новым электроном. Откуда берется этот желанный электрон? Оказывается, из воды. Под действием света вода расщепляется на ионы водорода (протоны), электроны и кислород. Электроны немедленно заполняют вышеупомянутые «дырки», протоны тоже используются «во благо» фотосинтеза, а вот кислород в дальнейших превращениях не участвует и в качестве «побочного продукта» выделяется в атмосферу.

Стремление к равновесию есть стремление к воссоединению противоположностей. Хлорофилл реакционного центра свое равновесие уже восстановил. А что же с путешествующим по цепи передачи электроном? Им движет тот же самый принцип — стремление воссоединиться с недостающей «половинкой». Напомним, что этот электрон обладает энергией. В начале пути энергия максимальна. Дальше, по мере путешествия по цепи передачи от одного переносчика к другому, энергия электрона постепенно уменьшается. Этот путь можно сравнить с лестницей, ведущей вниз, где верх и низ — уровни энергии движущегося электрона. И чем круче ступенька лестницы, тем больший перепад энергии происходит. Но самое удивительное в том, что эта энергия не теряется, не превращается в тепло, а трансформируется в химическую энергию. Это означает, что энергия движения электрона запасается в виде конкретных молекул-посредников. И эта запасенная химическая энергия уже не рассеивается вовне, не требует дальнейших превращений, а может быть использована по мере необходимости для обеспечения энергетических нужд клетки. Именно этот вид энергии и обеспечивает в растительной клетке собственно синтез питательных веществ.

Что же это за чудесные несущие энергию молекулы-посредники? Это небезызвестная аденозинтрифосфорная кислота, или АТФ. АТФ в биоэнергетике так и называют — «энергетическая валюта». Ею клетка «расплачивается» за все процессы, требующие подачи энергии: транспорт и синтез веществ. А «банком», эту валюту выдающим, служат процессы, в результате которых энергия высвобождается: например, дыхание, брожение и, конечно же, световые реакции фотосинтеза. И мы с вами, «сжигая» пищу в «пламени кислорода», тоже получаем АТФ. Так что АТФ — это, к тому же, универсальная валюта, она едина для всего живого на Земле.

Читайте также:  Значение увеличительных приборов в изучении биологии растений

Солнце — источник жизни, и не только потому, что оно согревает нас и освещает окружающие нас предметы. Каждое утро его восход пробуждает нас ото сна, а приход весны ежегодно дарит надежды. Благодаря Солнцу дуют ветры, текут реки, волнуется, «дышит» океан. Солнце дарит энергию, позволяющую возобновлять запасы, расходуемые всеми живыми организмами при росте и дыхании, — синтезировать из «золы» жизненных процессов исходный материал — кислород и органические вещества, основу жизни.

Источник

Что такое фотосинтез и почему он так важен для нашей планеты

Фотосинтез — один из самых важных биологических процессов на Земле. Благодаря фотосинтезу живые организмы получают кислород, необходимый для дыхания, а сами растения создают полезные органические вещества для своей жизнедеятельности. В этой статье мы поговорим о том, что обозначает фотосинтез, как он происходит и что образуется в процессе фотосинтеза.

Что такое фотосинтез

Фотосинтез — процесс, при котором в клетках, содержащих хлорофилл, под действием энергии света образуются органические вещества из неорганических. При фотосинтезе растение поглощает углекислый газ и воду, синтезирует органические вещества и выделяет кислород, как побочный продукт фотосинтеза.

Процессы фотосинтеза идут в тканях, содержащих хлоропласты, — преимущественно, в листе, на который приходится большая часть процессов фотосинтеза. Такая ткань называется хлоренхима, или мезофилл.

Строение хлоропластов

Чтобы понять, что происходит в растении при фотосинтезе, изучим подробнее хлоропласты. Хлоропласты — это особые пластиды растительных клеток, в которых происходит фотосинтез. Основные элементы структурной организации хлоропластов высших растений представлены на рис.1.

Хлоропласт — это двумембранный органоид. Внешняя мембрана проницаема для большинства органических и неорганических соединений. Она содержит специальные транспортные белки, благодаря которым нужные для работы хлоропласта пептиды и другие вещества попадают в него из цитоплазмы. Внутренняя мембрана обладает избирательной проницаемостью и способна контролировать, какие именно вещества попадут во внутреннее пространство хлоропласта.

Для хлоропластов характерна сложная система внутренних мембран, позволяющая пространственно организовать фотосинтетический аппарат, упорядочить и разделить реакции фотосинтеза, несовместимые между собой, и их продукты. Мембраны образуют тилакоиды, которые, в свою очередь, собираются в «стопки» — граны. Пространство внутри тилакоидов называется внутритилакоидным пространством, или люменом.

Внутреннее пространство хлоропласта между гранами заполняет строма — гидрофильный слабоструктурированный матрикс. В строме содержатся необходимые для реакций синтеза сахаров ферменты, а также рибосомы, кольцевая молекула ДНК, крахмальные зёрна.

Пигменты хлоропластов

Что происходит во время фотосинтеза? На молекулярном уровне фотосинтез обеспечивают особые вещества — пигменты, благодаря которым энергия солнечного света становится доступной для биологических систем. У фотосинтезирующих организмов можно выделить три основные группы пигментов:

  • Хлорофиллы:
  • хлорофилл а — у большинства фотосинтезирующих организмов,
  • хлорофилл b — у высших растений и зелёных водорослей,
  • хлорофилл c — у бурых водорослей,
  • хлорофилл d — у некоторых красных водорослей.
  • Каротиноиды:
  • каротины — у всех фотосинтезирующих организмов, кроме прокариот;
  • ксантофиллы — у всех фотосинтезирующих организмов, кроме прокариот
  • Фикобилины — красные и синие пигменты красных водорослей.

В хлоропластах пигменты ассоциированы с белками с помощью ионных, водородных и других типов связей. Не стоит забывать, что у растений есть множество других пигментов, находящихся не в хлоропластах и не принимающих участие в фотосинтезе — например, антоцианы.

Хлорофилл

Хлорофиллы выполняют функции поглощения, преобразования и транспорта энергии света. Лучше всего хлорофиллы поглощают свет в синей (430—460 нм) и красной (650—700 нм) областях спектра. Зелёную область спектра хлорофиллы эффективно отражают, что придаёт растению зелёный цвет.

Интересно, что строение молекулы хлорофилла схоже со строением гемоглобина, но центром молекулы хлорофилла является ион магния, а не железа.

Основными хлорофиллами высших растений являются хлорофилл a и хлорофилл b, они входят в состав реакционных центров фотосистем и светособирающих комплексов мембран тилакоидов хлоропластов. Светособирающие комплексы улавливают кванты света и передают энергию к фотосистемам I и II. Фотосистемы — это пигмент-белковые комплексы, играющие ключевую роль в световой фазе фотосинтеза.

Каротиноиды

Каротиноиды — это жёлтые, оранжевые или красные пигменты. В зелёных листьях каротиноиды обычно незаметны из-за наличия в листьях хлорофилла. При разрушении хлорофилла осенью именно каротиноиды придают листьям характерную жёлто-оранжевую окраску.

  • Антенная — входят в состав светособирающих комплексов, улавливают энергию света и передают её на хлорофиллы. Каротиноиды играют роль дополнительных светособирающих пигментов в той части солнечного спектра (450—570 нм), где хлорофиллы малоэффективны. Особенно это важно для водных экосистем, в которых волны оптимальной для хлорофиллов длины быстро исчезают с глубиной.
  • Защитная функция (антиоксидантная) — обезвреживание агрессивных кислородных соединений (активных форм кислорода) и избытка хлорофилла в возбуждённом состоянии при слишком ярком освещении.

Каротиноиды химически представляют собой 40-углеродную цепь с двумя углеродными кольцами по краям цепи. В строении ксантофиллов, в отличие от каротинов, присутствуют спиртовые, эфирные или альдегидные группы.

Учите биологию вместе с домашней онлайн-школой «Фоксфорда»! По промокоду BIO72020вы получите бесплатный доступ к курсу биологии 7 класса, в котором изучается тема фотосинтеза.

Что происходит в процессе фотосинтеза

Как уже было сказано ранее, в ходе фотосинтеза в хлоропластах под действием солнечного света образуются органические вещества.

Процесс фотосинтеза можно разделить на две фазы:

В ходе световой фазы фотосинтеза образуется энергия в виде АТФ и универсальный донор атома водорода — восстановитель НАДФН (НАДФ·Н2). Эти вещества необходимы для протекания темновой фазы. Также образуется побочный продукт — кислород. Световая фаза может проходить только на мембранах тилакоидов и на свету.

Благодаря сложному биохимическому процессу — циклу Кальвина — в темновую фазу фотосинтеза образуются органические вещества (сахара). Темновая фаза проходит в строме хлоропластов и на свету, и в темноте. Темновые ферментативные процессы протекают медленнее, чем световые, поэтому при очень ярком освещении скорость протекания фотосинтеза будет полностью определяться скоростью темновой фазы. Схемы процессов фотосинтеза представлены на рис.2. Подробное описание процессов смотри далее.

Читайте также:  Двулетнее растение из семейства капустных

Световая фаза фотосинтеза

Чтобы лучше понять, что происходит во время фотосинтеза, разберём фазы фотосинтеза. Световая фаза фотосинтеза включает в себя фотохимические и фотофизические процессы, и может быть поделена на три этапа:

  1. Фаза поглощения — энергия света улавливается при помощи светособирающих комплексов, переходит в энергию электронного возбуждения пигментов, передаётся в реакционный центр фотосистем I и II.
  2. Фаза реакционных центров — энергия электронного возбуждения пигментов светособирающих комплексов используется для активации реакционных центров фотосистем. В реакционном центре электрон от возбуждённого хлорофилла передаётся другим компонентам электрон-транспортной цепи, пигмент после отдачи электрона переходит в окисленное состояние и становится способным, в свою очередь, отнимать электроны у других веществ. Именно в этом процессе происходит преобразование физической формы энергии в химическую.
  3. Фаза электрон-транспортной цепи — электроны переносятся по цепи переносчиков, образуются АТФ, НАДФН, O2. Необходимо, чтобы каждый переносчик электрон-транспортной цепи поочерёдно восстанавливался и окислялся, обеспечивая таким образом перенос энергии электронов. Любой этап переноса электрона сопровождается высвобождением или поглощением энергии. Часть энергии теряется. На некоторых участках электрон-транспортной цепи перенос электрона сопряжён с переносом протона.

Для того чтобы понять, что происходит во время фазы фотосинтеза, рассмотрим эти процессы подробнее. Кванты света улавливаются светособирающими комплексами фотосистемы I — молекула хлорофилла в составе светособирающего комплекса переходит в возбуждённое состояние, и энергия передаётся в реакционный центр фотосистемы I. Происходит возбуждение молекул хлорофилла фотосистемы I, отщепляется электрон. Пройдя по цепочке внутренних компонентов фотосистемы I и внешних переносчиков, электрон в конце концов попадает к НАДФ+ — образуется восстановитель НАДФН. Получается, что хлорофилл фотосистемы I отдал электрон и приобрёл положительный заряд, и для дальнейшего функционирования необходимо восстановить нейтральность молекулы, получить электрон, чтобы закрыть «дырку». Этот электрон приходит от фотосистемы II.

На светособирающие комплексы фотосистемы II попадают кванты света — происходит возбуждение молекулы хлорофилла фотосистемы II, молекула хлорофилла отдаёт электрон и переходит в окисленное состояние. Нехватку электрона хлорофилл восполняет благодаря фотолизу воды, при этом образуется протоны H+, а также важный побочный продукт фотосинтеза — кислород. По цепи переносчиков электрон от хлорофилла фотосистемы II попадает к хлорофиллу реакционного центра фотосистемы I и восстанавливает его. Теперь этот хлорофилл может снова поглощать энергию кванта света и отдавать электрон в электрон-транспортную цепь.

Протоны, попадающие во внутритилакоидное пространство, используются для синтеза АТФ. С помощью фермента АТФ-синтазы за счёт градиента протонов образуется АТФ из АДФ и фосфата. Под градиентом понимают неравномерное распределение: во внутритилакоидном пространстве H+ больше, в строме — меньше. Поэтому частицы стремятся проникнуть в строму, переходят в неё через АТФ-синтазу, а в процессе пути сквозь белковый комплекс отдают ему часть энергии, которая и используется для синтеза АТФ.

Темновая фаза фотосинтеза

Что образуется при фотосинтезе в темновую фазу? В строме хлоропластов с помощью энергии АТФ и восстановителя НАДФН, полученных в световую фазу, образуются простые сахара, из которых в ходе других процессов образуется крахмал. Ферментативные процессы не нуждаются в наличии света. Важнейший процесс, происходящий в темновую фазу фотосинтеза, — фиксация углекислого газа воздуха. Синтез и превращения сахаров в хлоропластах имеют циклический характер и носят название цикл Кальвина.

В нём можно выделить три этапа:

  1. Фаза карбоксилирования (введение CO2 в цикл).
  2. Фаза восстановления (используются АТФ и НАДФН, полученные в световую фазу).
  3. Фаза регенерации (превращения сахаров).

В строме хлоропластов находится производное простого пятиуглеродного сахара рибозы. С помощью особого фермента (Рубиско) к производному рибозы присоединяется CO2 (реакция карбоксилирования) — образуется неустойчивое шестиуглеродное соединение, которое быстро распадается на две трехуглеродные молекулы. Дальше, с затратой АТФ и НАДФН, полученных в ходе световых процессов, трехуглеродное соединение модифицируется — образуется восстановленное соединение с атомом фосфора и альдегидной группой в составе. Теперь перед клеткой стоит проблема: необходимо получить шестиуглеродное соединение — глюкозу для синтеза крахмала, а также пятиуглеродное — производное рибозы для того, чтобы эти процессы могли начаться заново. Для решения этих проблем в фазу регенерации из полученных ранее трехуглеродных соединений под действием ферментов образуются четырёх-, пяти-, шести- и семиуглеродные сахара. Из шестиуглеродной молекулы образуется глюкоза, из которой синтезируется крахмал. Из пятиуглеродной молекулы образуется производное рибозы и цикл замыкается. Остальные сахара также используются клеткой в других биохимических процессах.

Отдельно стоит сказать про крайне важный фермент первой фазы цикла Кальвина — рибулозо-1,5-дифосфаткарбоксилазу (Рубиско). Это сложный фермент, состоящий из 16 субъединиц, с молекулярной массой в 8 раз больше, чем у гемоглобина. Является одним из важнейших ферментов в природе, поскольку играет центральную роль в основном механизме поступления неорганического углерода (из CO2) в биологический круговорот. Содержание Рубиско в листьях растений очень велико, он считается самым распространённым ферментом на Земле.

Значение фотосинтеза

В процессе фотосинтеза энергия света заключается в энергию химических связей органических веществ. Поэтому фотосинтез служит первичным источником почти всей энергии, используемой живыми организмами в процессе жизнедеятельности. Практически все живые организмы, за исключением хемосинтетиков, так или иначе пользуются теми продуктами, что выделяются при фотосинтезе.

За счёт фотосинтеза сформировалась и поддерживается пригодная для дыхания атмосфера с высоким содержанием кислорода.

Фиксация углекислого газа в ходе фотосинтеза служит главным местом входа неорганического углерода в биогеохимический цикл. Также ассимиляция CO2 препятствует перегреву Земли, предотвращая парниковый эффект.

Заключение

Каждый год на нашей планете благодаря фотосинтезу производится около 200 миллиардов тонн кислорода, из которого образуется озоновый слой, защищающий от ультрафиолетовой радиации. Фотосинтез помогает поддерживать состав атмосферы и препятствует увеличению количества углекислого газа. Без растений и кислорода, который они выделяют в процессе фотосинтеза, жизнь на нашей планете была бы просто невозможна.

Источник