О балансе веществ в фотосинтезе

Сообщений: 60
Страна:
Город: Зеленоград

Вот о чем недавно задумался: как при фотосинтезе соотносится потребленный CO2 и выделенный кислород. И вот какие мысл пришли в голову. Не обращая внимание на внутренние хитрые реакции фотосинтеза, можно, просто считая растение черным ящиком, выстроить следующую простую логику:
Если взять сухую массу растения (удалив из него воду, которая там доминирует), то подавляющая часть составлена всего из трех элементов: углерода, водорода и кислорода. Остальное (азот, фосфор, натрий, калий, кальций, магний...) составляет ничтожные проценты. Причем углерод, кислород и водород в основном встречаются в составе разных углеводов: целлюлозы, глюкозы...
Углеводы - это 95% сухой массы. Поэтому весь фотосинтез можно считать просто синтезом углеводов. А теперь попробуем посчитать баланс веществ.

Вот формула целлюлозы [С6Н7О2(OH)3]n (полимер, состоящий из n одинаковых звеньев) Попробуем ее собрать из углекислого газа и воды.
6C потребует 6 молекул CO2, из них получится 12 атомов кислорода.
10 атомов водорода в молекуле целлюлозы потребуют 5 молекул воды. Из них остаются еще 5 атомов кислорода.
Итого, у нас 17 атомов кислорода освобождается. В молекулу целлюлозы из них войдут 5. Т.е. лишними остаются 12 атомов кислорода, из которых получится 6 молекул O2.

Таким образом, из 6 молекул CO2 получается 6 молекул O2, кислорода получается столько же, сколько было углекислого газа.

Возьмем глюкозу C6H12O6. Тут получается совершенно аналогично, только используется 6 молекул воды.
И опять получается, что количество выделившегося кислорода по объему совпадает с поглощенным CO2. С другими углеводородами будет так же.
Можно предположить, что все синтезируемые углеводы обладают таким свойством.
И всегда количество потребленного CO2 совпадает с количеством освобожденного кислорода.

Вопрос биологам-специалистам. На сколько правомерны такие рассуждения?



Настройки просмотра комментариев

Выберите нужный метод показа комментариев и нажмите "Сохранить установки".
Изображение пользователя Андрей Клочков.
Сообщений: 5972
Страна: Россия
Город: Москва
Konstantin_K :

Андрей, я сравниваю газ в счетчике пузырьков, где он еще не растворен вообще.
На самом деле мне другая мысль в голову лезет: газ, который мы наблюдаем поднимающимся от растений - не чистый кислород.

Конечно, не чистый!
Кстати, интересно бы собрать и проанализировать реальный состав. Хотя бы просто содержание кислорода в нем выяснить попытаться...



Изображение пользователя Pantagruel.
Сообщений: 1143
Страна: Палестинская территория, оккупированная
Город: Озёры

Разность плотностей СО2 и О2 даёт неодинаковый ОБЪЁМ пузырьков,а визуально вы это не заметите.Ориентация по счётчику тоже некорректна.



Сообщений: 60
Страна:
Город: Зеленоград

Андрей, я сравниваю газ в счетчике пузырьков, где он еще не растворен вообще.
На самом деле мне другая мысль в голову лезет: газ, который мы наблюдаем поднимающимся от растений - не чистый кислород.



Изображение пользователя Андрей Клочков.
Сообщений: 5972
Страна: Россия
Город: Москва
Konstantin_K :

Так вот многие утверждают (я сам осторожно с ними соглашусь), что количество кислорода выделяющееся в единицу времени на растениях в виде пузырьков ощутимо, в разы, превышает то количество CO2, которое проходит через счетчик пузырьков. Что, вообще говоря, противоречит выкладкам, которые я написал в начале топика.

Это так кажется наблюдателю
Причина - колоссальная разница в растворимости кислорода и углекислого газа в воде.
СО2 в воде растворим в огромных концентрациях, причем не только за счет сольватации, но и за счет диссоциации на НСО3 и ион гидроксония Н3О+.
А кислород в воде растворим довольно слабо.
Естественно, он фигачит пузырьками!



Сообщений: 60
Страна:
Город: Зеленоград
Слава Семыкин :

СО2 будет растворяться в воде до наступления насыщения. То что подаётся СО2 не означает, что достигнуто насыщение.

Насыщения, конечно, нет. Но вот концентрация газа в воде при принудительной подаче выше, чем в атмосфере, поэтому газ по идее может только выходить.

цитата:

Ну грунт, рыбы и растения являются постоянными элементами системы и находятся в равновесии. Для определения на сколько они влияют на pH, его нужно замерять в конце светового дня и в конце тёмного периода. Рассеянный свет нужно учитывать то-же. Ещё: часть углерода поглощается корнями и в воду не попадает.

Вот еще что подумалось, чтобы рыбы и растения добавили свою долю в CO2, надо чтобы они потребили кислород. Т.е. тут взаимный зачет, поэтому этот фактор можно не учитывать.



Изображение пользователя Слава Семыкин.
Сообщений: 587
Страна: Россия
Город: Химки-Левый берег
Konstantin_K :

По пункту 2 уже написал: когда принудительно подается газ, то в атмосферу он выходит, а никак не поступает из нее, если точнее, то выходит больше, чем поступает.

СО2 будет растворяться в воде до наступления насыщения. То что подаётся СО2 не означает, что достигнуто насыщение. Если пузырёк газа растворяется полностью, то это значит, что насыщения нет. Если пузырёк газа может достигать поверхности, то это НЕ значит, что достигнуто насыщение, т.к. он может просто не успеть раствориться. Если насыщения нет, то газ будет поступать из воздуха.

Konstantin_K :

А вот влияние 1-го и 3-го пунктов хотелось бы оценить. Например, тот факт, что рыба и грунт не очень влияют на pH, а подача CO2 pH сильно понижает, говорит не в пользу влияния этих факторов

Ну грунт, рыбы и растения являются постоянными элементами системы и находятся в равновесии. Для определения на сколько они влияют на pH, его нужно замерять в конце светового дня и в конце тёмного периода. Рассеянный свет нужно учитывать то-же. Ещё: часть углерода поглощается корнями и в воду не попадает.



Изображение пользователя Potekhin.
Сообщений: 438
Страна: Россия
Город: Москва - Сев. Измайлово

А что, микроорганизмы каким-то образом из системы удалены?



Сообщений: 60
Страна:
Город: Зеленоград
Слава Семыкин :

1. Аквариум населён.
2. Поступление из воздуха будет всегда.
3. СО2 может поступать из грунта.

По пункту 2 уже написал: когда принудительно подается газ, то в атмосферу он выходит, а никак не поступает из нее, если точнее, то выходит больше, чем поступает.

А вот влияние 1-го и 3-го пунктов хотелось бы оценить. Например, тот факт, что рыба и грунт не очень влияют на pH, а подача CO2 pH сильно понижает, говорит не в пользу влияния этих факторов.



Изображение пользователя Crossover.
Сообщений: 45
Страна: Россия
Город: Владимир

Первый пункт не очень убедителен.
Второй пункт вполне понятен, но этого явно мало.
Третий пункт неясен (лично мне, как неагроному), но принимается.
Конечно, бурный перлинг "из ниоткуда" не может продолжаться вечно, поэтому и думается, что где-то как-то складированы некие "запасы". По их истечении заканчивается не только перлинг, но и вообще активнае вегетация. Такие вот мыслишки .



Изображение пользователя Слава Семыкин.
Сообщений: 587
Страна: Россия
Город: Химки-Левый берег

1. Аквариум населён.
2. Поступление из воздуха будет всегда.
3. СО2 может поступать из грунта.



Настройки просмотра комментариев

Выберите нужный метод показа комментариев и нажмите "Сохранить установки".