Мистер Томпнис внутри самого себя - Гемов Г.
ISBN 5-7029-0343-9
Скачать (прямая ссылка):
земле вокруг дуба должна была бы образоваться яма, тогда как никаких ям
вокруг дубов не образуется.
Мистер Томпкинс вынужден был признать аргумент сына весьма убедительным.
- А откуда берется двуокись углерода в воздухе? - поинтересовался он.
- Отчасти она образуется при лесных пожарах, гниении отмерших
растений и дыхании животных, но главным образом при вулканических
извержениях, которые также выбрасывают в атмосферу из недр Земли
различные соединения фосфора и серы, необходимые для жизни. Разумеется,
поглощаемая растениями двуокись углерода непрерывно разлагается с
выделением свободного кислорода. Но если бы в какой-нибудь катастрофе,
например, в результате ядерной войны, вся растительность на нашей планете
оказалась уничтоженной, то содержащийся в воздухе кислород постепенно
израсходовался бы на всевозможные процессы окисления, и поскольку запас
кислорода не пополнялся бы
Озеро мечтаний
305
за счет фотосинтеза в листьях растений, наша атмосфера превратилась бы в
смесь азота и двуокиси углерода. Как показали последние исследования,
атмосфера Марса отличается высокой концентрацией двуокиси углерода при
полном отсутствии свободного кислорода, что свидетельствует об отсутствии
растений и, следовательно, животных на этой планете.
- Мне приходилось слышать, что в растениях происходит процесс,
который называется фотосинтезом и приводит к выделению свободного
кислорода, - заметил мистер Томпкинс, - но должен признаться, что до сих
пор я не знаю, как именно происходит фотосинтез.
- Весь фокус с превращением воды и двуокиси углерода с помощью света
в сложные органические вещества растения проделывают с помощью особого
зеленого вещества хлорофилла, которое придает растениям их характерную
окраску, - пояснил Уилфред. - Если взглянуть на листья растений под
микроскопом, то можно увидеть, что каждая клетка содержит зеленые
частицы, называемые хлоропластами, а те в свою очередь состоят из еще
меньших структурных единиц, которые называются гранами. Эти граны, или
фабрики по переработке солнечной энергии, содержат хлорофилл и, так
сказать, оперативную группу ферментов, помогающих хлорофиллу справляться
с возложенной на него миссией.
С химической точки зрения фотосинтез представляет собой процесс, обратный
дыханию или обычному горению. В процессе горения сложные органические
молекулы (состоящие главным образом из углерода и водорода) вступают в
реакцию с атмосферным кислородом, в результате которой выделяется энергия
и образуются простые молекулы двуокиси углерода и воды. В процессе
фотосинтеза, наоборот, молекулы двуокиси углерода и почвенной воды,
соединяясь, образуют сложные органические молекулы, а избыток кислорода
уходит в атмосферу. Но в то время как процесс горения легко происходит
сам по себе, поскольку соответствует естественному направлению химических
реакций, фотосинтезу приходится, так сказать, взбираться в гору. Чтобы
построить молекулы органических соединений, необходимо отщепить атомы
водорода от атомов кислорода в молекулах воды и присоединить в
определенных пропорциях к молекулам двуокиси углерода. Поскольку на
разрыв химической связи между водородом и кислородом в воде уходит больше
энергии, чем высвобождается при присоединении атома водорода к атому
углерода, процесс требует затрат внутренней энер-
306
Мистер Томпкинс внутри самого себя
гии. Образующиеся в результате фотосинтеза молекулы органических веществ
обладают более сложной структурой, чем молекулы воздуха и воды, поэтому
фотосинтез требует также подвода негативной энтропии. Поставщиком энергии
и негативной энтропии служат солнечные лучи.
Образуемые в результате фотосинтеза органические молекулы известны под
общим названием углеводов, так как они содержат кислород и водород в той
же пропорции, что и молекулы воды. В принятых у химиков обозначениях
состав углеводов записывается в виде CmH2nO". Первым в процессе
фотосинтеза образуется простой сахар или моносахарид, называемый глюкозой
(глюкоза в большом количестве содержится в фруктах). Ее формула имеет вид
СбН^Об- Две молекулы глюкозы, объединившись, образуют молекулу, сахарозы
С12Н22О11. Это тот самый сахар, который вы кладете в чашку кофе.
Объединяя моносахариды в длинные цепочки, или полимеризуя их, если
воспользоваться техническим термином, можно получить крахмал и целлюлозу,
которая служит основной компонентой структур растительного происхождения,
например, древесины и хлопка. Различие между полимерами определяется
небольшими различиями в порядке, в котором моносахариды соединены в
цепочку. Дальнейшие реакции между образующимися в ходе фотосинтеза
химическими соединениями с высоким содержанием энергии и малым
содержанием энтропии приводят к формированию всех остальных сложных
органических молекул, в частности молекул белков, из которых состоят тела
всех растений и животных.
Разумеется, помимо способности осуществлять фотосинтез все растения
обладают также дыхательном механизмом, аналогичным дыхательному механизму
