Уникальна, неповторима роль фотосинтеза как процесса, в ходе которого углекислый газ — конечный продукт распада органической материи — вновь возвращается в круговорот веществ природы. Он делается источником становления органического вещества, без которого было бы невозможно существование жизни на Земле.
2. Масштабы фотосинтетической деятельности в биосфере.
Фотосинтез — единственный процесс на Земле, идущий в грандиозных масштабах и связанный с превращением энергии солнечного света в энергию химических связей. Эта космическая энергия, запасенная зелеными растениями, составляет основу для жизнедеятельности всех других гетеротрофных организмов на Земле от бактерий до человека.
Выделяя кислород в процессе фотосинтеза, зеленое растение накопило кислород в земной атмосфере, без которого мы не можем жить. Некоторое представление о масштабах синтетической деятельности зеленых растений могут дать следующие цифры. По приблизительным подсчетам, растения выделяют ежегодно около 400 млрд. т свободного кислорода в атмосферу, поглощают около 600 млрд. т СО2 и синтезируют около 450 млрд. т органического вещества. Такова космическая роль зеленого растения.
Накопление органической массы. В процессе фотосинтеза наземные растения образуют 100—172 млрд. т, а растения морей и океанов - 60 - 70 млрд. т биомассы в год (в пересчете на сухое вещество). Общая масса растений на Земле в настоящее время составляет 2402,7 млрд. т, причем 90 % этой сухой массы приходится на целлюлозу. На долю наземных растений приходится 2402,5 млрд. т, а на растения гидросферы - всего 0,2 млрд. т (из-за недостатка света). Общая масса животных и микроорганизмов на Земле — 23 млрд. т, что составляет около 1 % от растительной биомассы. Из этого количества 20 млрд. т приходится на обитателей суши, а 3 млрд. т - на животных и микроорганизмы гидросферы.
За время существования жизни на Земле органические остатки растений и животных накапливались и модифицировались. На суше эти органические вещества представлены в виде подстилки, гумуса и торфа, из которых при определенных условиях в толще литосферы формировался уголь. В морях и океанах органические остатки (главным образом животного происхождения) оседали на дно и входили в состав осадочных пород. При опускании в более глубокие области литосферы из этих остатков под действием микроорганизмов, повышенных температур и давления образовывались газ и нефть.) Масса органических веществ подстилки, торфа и гумуса оценивается в 194, 220 и 2500 млрд. т соответственно. Нефть и газ составляют 10000-12 000 млрд. т. Содержание органических веществ в осадочных породах достигает 20 000 000 млрд. т (по углероду).
Особенно интенсивное накопление мертвых органических остатков происходило 300 млн. лет назад в палеозойскую эру. Запасы древесины, а в последние 200 лет угля, нефти и газа используются человеком для получения энергии, необходимой в быту, промышленности и сельском хозяйстве.
3.Строение листа как органа фотосинтеза. Оптические свойства листа.
Органом фотосинтеза у высших растений является лист. Кроме фотосинтеза в жизни растений лист выполняет функции газообмена, транспирации, синтеза ряда органических веществ, в том числе и фитогормонов.
Структура листа, сложившаяся в процессе эволюции, оптимально приспособлена для выполнения его важнейших функций.
Листья, будучи боковыми органами, как правило, имеют более или менее плоскую форму, что способствует созданию максимальной фотосинтезирующей поверхности. Боковое расположение на побеге и плоская форма листа обусловливают различия в морфоанатомической структуре его сторон (по цвету, характеру жилок, опушенности и т. д.).
Микроскопическая структура листа определяется его важнейшей функцией — фотосинтезом. Поэтому основной тканью листа является паренхимный комплекс клеток, несущий хлоропласты — мезофилл (греч. mesos — средний и филл). Остальные ткани листа обеспечивают работу мезофилла и поддерживают связь с окружающей средой. Покровная ткань (эпидермис) регулирует газообмен и транспирацию, защищает лист от внешних воздействий. Проводящие ткани осуществляют отток и приток веществ, поддерживают нормальное оводнение фотосинтезирующих клеток. Механические ткани совместно с живыми тургесцентными клетками мезофилла и эпидермиса образуют опорную систему листа.
Эпидермис. Покрывает лист с обеих сторон и защищает его от высыхания, механических воздействий, от проникновения микроорганизмов. Защитную функцию эпидермиса заметно усиливает кутикулярный слой, иногда его поверхность сплошь покрыта воском. У большинства листьев эпидермис однослойный, в редких случаях покровы листа могут быть многослойными, например у фикуса.Верхний и нижний эпидермисы типичного листа несколько различны
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
