Категории

Хлорофилл поглощает из солнечного спектра

Led лампы для растений T8 G13 T8 6,5W IP20 GROW купить в Киеве, Украина Лампочка com

ПИГМЕНТЫ ФОТОСИНТЕЗА

Полглощение света растениями


Пигменты листа

Один из самых важных на Земле пигментов – хлорофилл. Без этого прекрасного изумрудного пигмента невозможна жизнь на Земле. Зеленый цвет – цвет жизни. Зеленые «фабрики» вокруг нас поддерживают жизнь. Исключительный интерес к изучению хлорофилла связан с тем, что этот пигмент поглощает солнечную энергию и осуществляет фотосинтез – основной процесс, обеспечивающий образование органических соединений и освобождение молекулярного кислорода на планете. Зеленый цвет хлорофилла зависит от непоглощенных зеленых лучей. Молекула хлорофилла обуславливает окраску практически всей растительности, превращает энергию солнечных лучей в энергию химических связей органических соединений. Зеленый пигмент не является химически индивидуальным веществом, у большинства растений он состоит из двух соединений: сине-зеленого хлорофилла а и желто-зеленого b,отличающихся различной степенью окисления, окраской и другими свойствами. Под действием света молекулы хлорофиллов возбуждаются, а после прекращения его действия возвращаются в исходное состояние, и этот переход сопровождается потерей энергии в виде излучения света – флюоресценции. Хлорофилл характерен для всех листостебельных растений земного шара. Но листья имеют зеленый цвет не у всех растений. Есть растения с лиловыми, фиолетовыми, красными или иных оттенков незеленого цвета листьями. В таких растениях образуются не только зеленый хлорофилл, но и соединения, которые придают им иной необычный цвет. Окраска растений обуславливается четырьмя главными веществами: хлорофиллом а, хлорофиллом b, каротином и ксантофиллом. Каратиноиды – спутники хлорофилла. Это большая группа пигментов желтого, оранжевого и красного цвета. Каратиноиды широко распространены в природе: их обнаружено больше трехсот. Однако в фотосинтезе участвуют лишь некоторые из них. Каратиноиды играют роль вспомогательных пигментов передающих энергию поглощенных квантов хлорофиллу, что позволяет организмам более полно использовать ту часть видимого спектра, которая не поглощается хлорофиллом. Каратиноиды поглощают от 10 до 20% той энергии солнечного света, которая поглощается всеми пигментами листа. Кроме того, Каратиноиды играют и специфическую роль в деятельности фотосинтетического аппарата растений: хлоропласты перемещаются в клетке только под влиянием синих лучей, поглощаемых каратиноидами. Также являются переносчиками активного кислорода в растениях. Ксантофиллы, или каротинолы, желтые пигменты, – это кислородсодержащие производные каротинов. Является красящим веществом. Ксантофилл – пигмент осенних листьев.

Спектры поглощения

В спектре четко различают семь цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый.

В спектре поглощения хлорофиллов а и b - два ярко выраженных максимума: в красной области 660 и 640 нм, в сине-фиолетовой - 430 и 450 нм. В живом зеленом листе спектр поглощения хлорофиллов более широкий и выровненный. Лучи в области 400 - 750 нм, т. е. в зоне поглощения хлорофилла, можно назвать фотосинтетически активными. У хлорофилла а поглощение в синих лучах примерно в 1,3 раза больше, чем в красных, а у хлорофилла b в 3 раза.

Величина квантов и их энергетический потенциал изменяются при этом слева направо: кванты синих лучей значительно богаче энергией, чем кванты красных. Когда свет падает на молекулы хлорофилла, часть энергии квантов рассеиваются в виде тепла, поэтому отраженные кванты несут меньший запас энергии, а длина волны света увеличивается, смещаясь в сторону длины волны красных лучей. Поэтому мы видим красное свечение при освещении хлорофилла белым светом, то есть явление флюоресценции.

Из рисунка 1 видно, что свет всех областей видимого спектра, включая ближние ультрафиолетовую и инфракрасную, поглощается тем или иным пигментом. Учитывая, что ширина полос поглощения этих пигментов составляет примерно 50 нм, можно сделать вывод, что все области спектра используются одной или несколькими формами фотосинтезирующих организмов. Коротковолновая граница используемого света находится около 300 нм и обусловлена началом поглощения озона. Наличие длинноволновой границы света связано с тем обстоятельством, что вода является эффективным экраном для солнечного света с длиной волны больше 1150 нм.

Рисунок 1. Спектр поглощения пигментов фотосинтеза

Высшие растения не содержат бактериохлорофилл, и листья в лесном массиве прозрачны для света с длиной волны выше 700 нм. Это позволяет им оставаться холодными, в то время как ближний инфракрасный свет и тепло достигают земли. При этом тепло рассеивается в виде излучения по всему лесному массиву.

Приспособления растений к более полному использованию света

Разнообразие световых условий, при которых живут растения на планете, чрезвычайно велико: от таких сильно освещенных местообитаний, как высокогорья, степи, пустыни, меловые обнажения, до сумеречного освещения в пещерах и водных глубинах. В разных местообитаниях различаются не только интенсивность радиации, но и ее спектральный состав, продолжительность освещения растений, пространственное и временное распределение света разной интенсивности и т.д. Соответственно разнообразны и приспособления растений к жизни при том или ином световом режиме. Одно из наиболее наглядных различий внешнего облика растений в разных световых условиях – неодинаковая величина листовых пластинок. Хотя этот признак и связан с наследственными морфологическими особенностями вида, но от него также в большей степени зависит количество радиации, получаемое растением. У светолюбивых растений листья обычно более мелкие, чем у тенелюбивых. Известно, например, что у светолюбивых растений ростовые процессы более чутко реагируют на недостаток света, чем у теневыносливых. В результате наблюдается усиленное вытягивание стеблей, помогающее растениям «пробиться» к свету, в верхние ярусы растительных сообществ.

Типы растений по отношению к свету

По отношению к свету различают три основные группы растений: светолюбивые (или гелиофиты), тенелюбивые (сциофиты) и теневыносливые. Первые две группы различаются положением экологического оптимума. У светолюбивых растений он находится в области полного солнечного освещения, и сильное затенение действует на них угнетающе. Это растения открытых местообитаний или хорошо освещенных экологических ниш. Например, степные и луговые травы (верхних ярусов травостоев), наскальные лишайники, виды альпийских лугов, прибрежные и водные растения (с плавающими листьями), ранневесенние травянистые растения листопадных лесов, большинство культурных растений открытого грунта и сорняков и т.д. Тенелюбивые растения имеют оптимум в области слабой освещенности и не выносят сильного света. К этой группе принадлежат виды сильно затененных местообитаний. Следует заметить, что местообитания с затенением абиогенного характера (пещеры, расщелины скал, водные глубины, верхние слои почвы, в которых живут водоросли) сравнительно редки. В основном затенение – результат «перехвата» света более высокорослыми растениями-сообитателями. Поэтому весьма распространенные местообитания тенелюбов – это нижние затененные ярусы сложных растительных сообществ, например таежных ельников, лесостепных дубрав, тропических гилей. К тенелюбам относятся и многие наши комнатные и оранжерейные растения. Теневыносливые растения имеют широкую экологическую амплитуду по отношению к свету. Как правило, экологическая кривая отношения к свету у них несколько ассиметрична, т.е. они лучше растут и развиваются при полной освещенности (или близкой к ней), но хорошо адаптируются и к слабому свету. Это распространенная и очень пластичная группа.  

Световой режим леса

Свет – один из самых динамичных факторов среды, поэтому при характеристике световых условий местообитания растений необходимо учитывать и их временную изменчивость. Сезонная динамика прихода солнечной радиации, связана как с закономерностями астрономического характера, так и с сезонной климатической ритмикой данной местности (периодичность дождей и т.д.). На разных широтах она выражена в разной степени: от почти полного отсутствия в экваториальной зоне до весьма резкой смены летнего и зимнего режимов на полюсах. Для растений нижних ярусов сложных растительных сообществ сезонная динамика световых условий складывается под влиянием не только радиационного режима местности, но и фенологического состояния растений верхних ярусов. Так, в листопадных лесах травяной покров, кустарники и подрост в условиях сильного освещения находятся лишь ранней весной, пока не развернулись почки на деревьях, а в течение всего лета они растут в глубокой тени. Напротив, для травянистых растений хвойных лесов затенение более или менее постоянно в течение года. Существенное значение для жизни растений имеют ежесуточные ритмичные изменения в освещенности и спектральном составе света. Правильный характер дневного хода радиации часто нарушается погодными влияниями – изменением состояния атмосферы, облачностью и т.д. Для растений в растительных сообществах световые условия в течение дня наиболее изменчивы в связи с передвижением световых пятен и резкими перепадами освещенности, создающими «световые удары» на фоне длительной тени. Общая продолжительность освещения одной точки прямыми лучами под пологом листопадного леса составляет не более1-2 ч в день. Растения нижних ярусов испытывают и очень быстрые изменения интенсивности света, регистрируемые лишь чувствительными приборами.

Индекс листовой поверхности

В растительных сообществах общую фотосинтетическую продуктивность в значительной степени определяет листовой индекс, т.е. отношение площади всех листьев фитоценоза к площади почвы, занятой этим сообществом. С листовым индексом связаны и другие важные функции растительного сообщества, особенно лесного: распределение лучистой энергии солнца и ее утилизация на различные физиологические процессы слагающей растительности, тепловой и углекислотный режим ценоза и т.д. Для сельскохозяйственных культур значения листового индекса достигают 4-5. Он примерно в 1,5 раза меньше, чем в высокопродуктивных лесах. Например, в лиственных лесах умеренной зоны индекс листовой поверхности колеблется от 3 до 12, а в некоторых хвойных – до 14. Каждому типу растительного сообщества свойственен свой листовой индекс. Наблюдается явная тенденция уменьшения продуктивности леса с понижением этого показателя. Рыхлость лесного полога способствует при равном листовом индексе более высокой продуктивности древостоев.

Группы растений по типу фотопериодической реакции

Важнейшая характеристика светового режима фотопериод, т.е. продолжительность дня (или точнее, соотношение длины светлой и темной частей суток), которая неодинакова в течение года. Длина дня не безразлична для растений. Очень многие виды переходят от вегетативного развития к генеративному (цветение и плодоношение) только в том случае, если они развиваются при фотопериоде, не превышающем (или – в других случаях – не ниже) определенной критической величины. Способность растений реагировать на длину дня получила название фотопериодической реакции (ФПР), а круг явлений, регулируемых длиной дня, именуются фотопериодизмом. Фотопериодизм был открыт в 1920 г. В. Гарнером и Н. Аллардом. Проводя селекционные работы с табаком, они обнаружили, что один из сортов, который цвел весной в теплице, не зацветает летом в грунте. Поскольку летние условия почти не отличались от тепличных, они предположили, что цветению препятствует длинный летний день. Это предположение подтвердилось, когда удалось получить цветение табака летом, но при искусственно укороченном дне. По типу ФПР различают следующие основные группы растений:

1. Растения с короткодневной ФПР (или растения короткого дня), которым для перехода к цветению требуется 12 часов и менее света в сутки (например, конопля, табак, перилла).

2. Растения с длиннодневной ФПР (растения длинного дня); для цветения им нужна продолжительность дня 12 и более часов (таковы картофель, пшеница, шпинат).

3. Некоторые виды (например, гваюла), имеют ФПР промежуточного типа, т.е. цветение у них наступает при определенном, сравнительно узком диапазоне фотопериода – не длиннее, но и не короче критических величин.

4. Наконец, есть растения, фотопериодически нейтральные – для них длина фотопериодизма безразлична, и цветение наступает при любой длине дня (кроме очень короткой, означающей для растений световое голодание). Таковы томат, одуванчик и др.

Литература, использованная при подготовке материала:
Двораковский М.С. Экология растений: Учеб. Пособие для вузов, — М.: Высш. Шк., 1983. - 190с.
Бриттон Р. Биохимия природных пигментов: Мир, 1986. 422с.
Культнаосв И.М. Экология растений. – М: Изд-во Москвского Ун-та, 1982. - 384
Сунцова Л.Н. Физиология растений. Фотосинтез: Учебное пособие для самостоятельного изучения раздела дисциплины студентам специальностей 260400 и 260500 всех форм обучения: - Красноярск: СибГТУ, 2004. - 60 с.
Лебедева Т.С., Сытник К.М. Пигменты растительного мира: Киев: Наук. Думка, 1986.  -83 с.

?
Источник: http://biofile.ru/bio/4257.html

Какой свет предпочитают растения

Наиболее интенсивно лист поглощает оранжево-красные и красные лучи (600 — 680 нм). Меньший максимум поглощения находится в сине-фиолетовых лучах (460—490 нм). Эти характеристики чрезвычайно стабильны: они проверены на многих сотнях растений разных по экологии, географии и систематическому положению. Поэтому можно говорить о листе как универсальном устройстве для поглощения солнечной радиации. Локализация главного максимума поглощения листа эволюционно объяснима: на красно-оранжевые лучи падает максимум энергии в спектре солнечной радиации, поэтому именно зеленый цвет листа обеспечивает лучшее энергоснабжение растения. Минимум поглощения света приходится на желто-зеленые лучи (550—575 нм).

Непосредственно на фотосинтез они влияют слабо, но, видимо, служат источником сильного светового возбуждения.

В ультрафиолетовой части спектра действует несколько групп лучей. Как известно, жесткий ультрафиолет губительно воздействует на живое. Но волны короче 280 нм, сильно повреждающие генетический материал, в биосферу не проникают. Более длинные УФ-лучи проходят в растение неглубоко, так как их эффективно задерживает эпидермис, который сам может отмереть, но глубжележащие клетки ассимиляционной ткани обычно оказываются неповрежденными. На хлорофилл УФ-лучи почти не действуют, но стимулируют его образование у выросших в темноте бледных растений. Эффект действия на клетки ультрафиолетовых волн с длинами около 300 нм зависит от дозы облучения (при малых дозах — стимуляция, при больших — угнетение).

Повреждающее действие света. Свет может вызывать повреждения эпидермы, а также изменять химический состав более глубоких тканей. Обилие света особенно опасно для растений, испытывающих недостаток воды или минерального питания. У не защищенных от избытка света организмов это вызывает глубокие нарушения обмена веществ и может приводить к гибели. Растения бедных минеральными веществами местообитаний (верховые болота, песчаные почвы и др.) развивают ряд приспособлений, защищающих их от избытка света (опушение, утолщенная кутикула, выработка экранирующего свет пигмента антоциана).

Поглощение света в присутствии кислорода может нарушать многие структуры и функции клеток растений (фотодинамическое действие). На клеточном уровне фотодинамическое действие вызывает стимуляцию или торможение деления клеток, мутагенные эффекты, бактерицидные проявления, повреждение биомембран. Этому действию подвержены многие физиологические и биохимические процессы — фотосинтез, дыхание, окислительное фосфорилирование. В основе многих эффектов лежит повреждение белков при окислении входящих в них аминокислот. Наследственный аппарат клетки страдает от разрушения светом азотистых оснований. Избыток света вызывает также изменения в хлорофилле, накопление токсичных активных форм кислорода и продуктов перекисного окисления липидов.

Источник: http://eco-rasteniya.ru/svet-kak-ekologicheskij-faktor/v-oblasti-vidimogo-sveta-hlorofill-imeet-dva-maksimuma-pogloshchenija.html

Какие лучи спектра поглощает хлорофилл?

Лилия ФедуловаМыслитель (6053) 8 лет назад

Хотя максимум непрерывного спектра солнечного излучения расположен в "зелёной" области 550 нм, поглощается хлорофиллом преимущественно синий, частично — красный свет из солнечного спектра (чем и обуславливается зелёный цвет отражённого света) . Таким образом, хлорофиллы поглощают свет в ультрафиолетовой, синей и красной областях спектра. Спектр поглощения хлорофилла листьев растений, с помощью которого в процессе фотосинтеза происходит образование питательных органических веществ, имеет два максимума: один в сине-фиолетовой (400-500 нм) и красной (600-700 нм) области спектра.

Комментарий удален

ytne vtyzГений (56142) 8 лет назад

а вот такоэ Вас устроит?. .
med biol. ru/medbiol/botanica/001f30f5.htm
пысы. извиняйте. не проходит ссыль без пробелов. ну никак. а зря

Источник: а вот вообще.. . выйдите на главную майла да забейте туго в поисковик "хлорофилл максимумы поглощения"! тама стока всиво..

Ольга ЮстусПрофи (891) 8 лет назад

Видимых. (т. е. дневного света) . фотосинтез идет на свету. А спектр солнечных лучей делится на группы: видимые (днеаной свет) , инфракрасные (тепло) , радиоактивные (загар).

Источник: https://otvet.mail.ru/question/34693605
Смотрите далее