Загрязняющие и токсичные вещества, ПДК и дозы. Основные загрязняющие вещества

Процесс фотосинтеза  представляет собой цель окислительно-восстановительных реакций, где происходит восстановление углекислого газа до органических веществ. Всю совокупность фотосинтетических реакций принято подразделять на две фазы - световую и темновую. Темновая фаза происходит параллельно световой с использованием продуктов, образованных в световой фазе.

Световая  фаза фотосинтеза.

Прохождение световой фазы связано с мембранами тилакоидов при участии хлорофилла и других пигментов, фермента АТФ-синтетазы, встроенного  в мембрану тилакоидов, и белков-переносчиков.

Для световой фазы фотосинтеза  характерно то, что энергия солнечной  радиации, поглощенная хлорофиллами, преобразуется сначала в электрохимическую, а затем в энергию макроэргических  связей АТФ. Это достигается путем  переноса электронов и ионов водорода с помощью специальных переносчиков через мембрану тилакоидов (рис.1) Световая фаза фотосинтеза разделяется на фотофизическую и фотохимическую. В фотофизической фазе происходит поглощение квантов света молекулами хлорофиллов П700 (фотосистема I) и П680 (фотосистема II) и переход этих молекул в возбужденное состояние.

В фотохимической фазе обе  фотосистемы работают согласованно.

Темновая  фаза фотосинтеза.

Этот сложный процесс, осуществляемый в строме хлоропластов без непосредственного поглощения света, включает большое количество реакций, приводящих к восстановлению CO₂ до уровня органических веществ, за счет использования энергии АТФ и НАДФ-Н + Н, синтезированных в световую фазу.

В темновой фазе фотосинтеза, таким образом, энергия макроэргических связей АТФ преобразуется в химическую энергию органических веществ, т.е. энергия как бы консервируется в химических связях органических веществ.

Таким образом, фотосинтез-процесс, при котором происходит поглощение электромагнитной энергии Солнца хлорофиллом и вспомогательными пигментами, поглощение углекислого газа из атмосферы, восстановление его в органические соединения и выделение кислорода в атмосферу.

На скорость фотосинтеза  оказывают влияние различные  факторы окружающей среды: интенсивность падающего света, наличие влаги, минеральных веществ, температура, концентрация С02 и др.

Значение  фотосинтеза.

Уникальность и общебиологическое  значение фотосинтеза определяются тем, что ему обязано своим  существованием все живое на нашей  планете. Этот процесс является основным источником образования первичных органических веществ, а также единственным источником свободного кислорода на Земле. Из кислорода образовался и поддерживается озоновый слой, защищающий живые организмы от воздействия коротковолновой ультрафиолетовой радиации. Кроме того, благодаря фотосинтезу регулируется содержание CO₂ в атмосфере.

Схема фотосинтеза (стрелками показан  перенос протонов и электронов).

Хемосинтез.

Хемосинтез(хемолитоавтотрофия)-тип питания, свойственный некоторым бактериям, способным усваивать CO₂ как единственный источник углерода за счёт энергии окисления неорганических соединений, был открыт в 1887 году С.Н.Виноградским.

Важнейшей группой хемосинтезирующих  организмов являются нитрифицирующие  бактерии, способные окислять образующийся при гниении органических остатков аммиак до нитрита, а затем и до нитрата:

Азотная кислота, реагируя с минеральными соединениями почвы, превращается в соли азотной кислоты, которые хорошо усваиваются растениями.

Бесцветные серобактерии окисляют сероводород и накапливают в своих клетках серу:

При недостатке сероводорода бактерии производят дальнейшее окисление  накопившейся в них серы до серной кислоты:

Железобактерии переводят  железо Fe3+ в железо Fe3+:

Водородные бактерии используют в качестве источника энергии реакции окисления молекулярного водорода, а в качестве единственного источника углерода - углекислый газ. Реакция окисления происходит по схеме:

Энергия, выделяемая при  окислении указанных выше соединений, используется бактериями-хемосинтетиками для восстановления CO₂ органических веществ.

Основные  отличия:

Кроме фотосинтеза существует еще одна форма автотрофной ассимиляции-хемосинтез, свойственный некоторым бактериям. В отличие от фотосинтеза при хемосинтезе используется не световая энергия, а энергия, выделенная при окислении некоторых неорганических соединений, например, сероводорода, серы, аммиака, водорода, азотистой кислоты, оксидных соединений железа и марганца и др.

Список литературы:

1. Альбертс Б., Брей Д., Льюис Дж., Рефф М., Робертс К., Уотсон Дж. Молекулярная биология клетки. – М., 1994.
2. Н.А. Лемеза Л.В. Камлюк Н.Д. Лисов "Пособие по биологии для поступающих в ВУЗы".
3. Интернет.
4. Небел Б. Наука об окружающей среде. – М., 1993.
5. Чебышев Н.В., Чупряга А.М. Простейшие. – М., 1992.
6. Ярыгин В.Н. Биология. – М.: Высшая школа, 1997.