Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Цель работы: ознакомиться с явлением фотосинтеза, зарегистрировать протекание реакции фотосинтеза путем измерения разности потенциалов между освещенной и затемненной частями растений.
Фотосинтез – это процесс превращения неорганических веществ (воды и углекислого газа) в органические (углеводы) под действием солнечного света, который поглощается хлорофиллом растения и сопровождается выделением газообразного кислорода.
В простейшем случае реакция фотосинтеза имеет вид:
СО2 + Н2О → СН2О + О2 – Q
где Q – свободная энергия образования одного моля углевода, Q = 490 кДж/моль.
Фотосинтез является сложной окислительно-восстановительной реакцией. Механизм фотосинтеза сложен, его продолжают изучать. Предполагаемый механизм фотосинтеза сводится к следующему: квант излучения отдает энергию электрону хлорофилла и заставляет его покинуть молекулу. Чтобы восстановить исходное состояние молекула хлорофилла отнимает недостающий электрон у молекулы воды, в результате из нее освобождается кислород. В итоге хлорофилл восстанавливается, а энергия кванта преобразуется в энергию химической связи.
Таким образом, в одном и том же листе наблюдается два диаметрально противоположных процесса – окисление и восстановление. Образующиеся вещества не взаимодействуют между собой. Это происходит потому, что фотосинтез протекает не по всей ткани листа, а в особых внутриклеточных образованиях – хлоропластах, причем одни части молекулы хлорофилла связаны со слоем хлоропласта, представляющего собой белок, а другие со слоем жироподобного вещества – липоида. Оба слоя чередуются, разобщая продукты фотосинтеза, защищая их от необратимых реакций и способствуя тем самым аккумуляции энергии.
Наименьшая энергия, которую необходимо сообщить молекуле хлорофилла для осуществления реакции фотосинтеза, называется энергией активации А.
Энергия возбуждающего фотона должна быть не меньше энергии активации А, поэтому частота светового излучения, вызывающая реакцию, должна удовлетворять условию или для длины волны излучения (где с – скорость света, h – постоянная Планка, А – энергия активации).
У зеленых растений фотосинтез возбуждается излучением с длиной волны от 0,35 до 0,710 мкм, причем наиболее интенсивно фотосинтез вызывается светом с длиной волны, приходящейся на какой-либо из указанных интервалов: (0,410 – 0,450) мкм и (0,640 – 0,680) мкм, что свидетельствует о наличии двух фотохимически активных пигментных систем в растении. Лист растения сильнее всего как раз и поглощает свет с длинами волн, приходящимися на указанные интервалы.
Зависимость интенсивности фотосинтеза Ф от интенсивности падающего на него света I описывается кривой, представленной на рисунке 1: увеличение интенсивности света сопровождается ростом интенсивности фотосинтеза до определенного уровня Фmax.
Высота плато Фmax зависит от температуры и от действия вещества, тормозящих активность ферментов и указывает, что предельные интенсивности фотосинтеза лимитируются ферментативными реакциями.
Оптимальная температура для фотосинтеза растений 25-28оС при более высоких температурах фотосинтез замедляется, а при 45оС прекращается.
В протекании фотосинтеза в какой-либо части растения свидетельствует изменение потенциала этой части. В данной работе производится регистрация фотосинтеза путем измерения разности потенциала между освещенной и находящейся в темноте частями растения.
Порядок выполнения работы:
Контрольные вопросы:
Литература:
Ф
Фmax
Рис. 1.
Рис. 2.
1
2
3
4
РV
1 – столетник; 2 - непрозрачный пакет; 3 – электроды из нержавеющей стали, 4 – цифровой вольтметр.