Большая Советская Энциклопедия (ФО)

Большая Советская Энциклопедия

А. А. Ничипорович.

Рис. 1. Схема фотохимических систем (ФС I и ФС II) фотосинтеза.

 — окислительно-восстановительный потенциал при pH 7 (в вольтах), Z — донор электронов для ФС II, P₆₈₀ — энергетическая ловушка и реакционный центр ФС II (светособирающая антенна этого центра включает молекулу хлорофилла а, хлорофилла b, ксантофиллы), Q — первичный акцептор электронов в ФС II, АДФ — аденозиндифосфат, P_неорг. — неорганический фосфат, АТФ — аденозинтрифосфат, Р₇₀₀ — энергетическая ловушка и реакционный центр ФС I (светособирающая антенна этого центра включает молекулу хлорофила а, хлорофилла b, каротин), ВВФ — вещество, восстанавливающее ферредоксин.

Рис. 2.

Упрощённая схема цикла Калвина — пути фиксации углерода при фотосинтезе.

Фотосинтеза институт АН СССР

Фотоси'нтеза институ'т АН СССР (ИФС), научно-исследовательское учреждение, осуществляющее комплексное изучение механизма процесса фотосинтеза в растениях и микроорганизмах. Организован в 1966 в Научном центре биологических исследований АН СССР в г. Пущино (Серпуховской район Московской области). Имеет (1976): лаборатории – фотохимии, биохимии, фотофосфорилирования, фоторазложения воды, фотосинтеза микроорганизмов, структуры фотосинтетического аппарата, углеродного метаболизма; отдел фитотроники, научная группы энергетики, фоторегуляции фотосинтеза и др., специализированные кабинеты. Проводит исследования первичных фотосинтетических процессов поглощения и преобразования световой энергии в химическую, процессов фоторазложения воды и выделения кислорода, биохимических реакций, происходящих в хлоропластах и приводящих к образованию фотосинтетического восстановителя и богатых энергией фосфорных соединений, цикла усвоения и восстановления углекислоты, молекулярной и структурной организации фотосинтетического аппарата. Осуществляет физиологические исследования, связанные с с.-х. производством в закрытом грунте. Имеет очную и заочную аспирантуру.

В. Б. Евстигнеев.

Фотосинтезирующие бактерии

Фотосинтези'рующие бакте'рии, фототрофные бактерии, микроорганизмы, использующие в качестве энергии для жизнедеятельности свет (лучистую энергию); в процессе фотосинтеза ассимилируют углекислоту и др. неорганические, а также органические соединения. К Ф. б. относятся пурпурные и зелёные бактерии и близкие к ним по типу строения клеток цианобактерии (называющиеся также синезелёными водорослями ).

Пурпурные и зелёные бактерии (см. Серобактерии ) содержат различные по составу хлорофиллы (т. н. бактериохлорофиллы а, b, с, d, е ) и каротиноиды . Строгие или факультативные анаэробы. В отличие от высших растений, водорослей и цианобактерий, при фотосинтезе не выделяют кислород, т.к. для фотовосстановления CO₂ используют в качестве донора водорода (электронов) не воду, а сероводород, тиосульфат, серу, молекулярный водород или органические соединения. Некоторые пурпурные бактерии, окисляя сероводород и тиосульфат, накапливают в клетках серу, которую далее могут окислять до сульфатов. Кроме CO₂ эти микроорганизмы способны фотоассимилировать органические соединения – уксусную кислоту (ацетат), пировиноградную кислоту (пируват) и др. Одни виды растут в основом за счёт фотоассимиляции углекислоты, т. е. являются фотоавтотрофами, другие нуждаются в обязательном наличии органических веществ (фотогетеротрофы). Некоторые виды кроме лучистой энергии могут использовать энергию, образующуюся при дыхании или брожении, и растут в темноте. Многие виды фиксируют молекулярный азот.

Цианобактерии содержат хлорофилл а, каротиноиды и пигменты, относящиеся к фикобилипротеидам. При фотосинтезе, как и растения, выделяют кислород, т.к. в качестве донора водорода используют воду. Большинство видов растут только в присутствии света, т. е. являются строгими фототрофами. Некоторые виды могут в незначительной степени ассимилировать органические соединения. Значительное число видов фиксирует молекулярный азот.

Особую форму фотосинтеза осуществляют бактерии рода Halobacterium, которые не содержат хлорофилла. Это галофильные микроорганизмы , т. е. растущие на средах с высокими концентрациями хлористого натрия; гетеротрофы. В использовании лучистой энергии для синтеза аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) у них участвует каротиноид ретиналь, связанный с белком в комплекс, называется бактериородопсином.

Лит.: Кондратьева Е. Н., Фотосинтезирующие бактерии, М., 1963; Гусев М. В., Биология синезеленых водорослей, М., 1968; Кузнецов С. И., Микрофлора озер и ее геохимическая деятельность, Л., 1970; Bergey's manual of determinative bacteriology, 8 ed., Bait., 1974; The biology of blue-green algae, Berk. – Los Ang., 1973 (Botanic monographs, v. 9).

Е. Н. Кондратьева.

Фотостат

Фотоста'т (от фото... и греч. stat'os – стоящий, неподвижный), установка для копирования фотография, способом плоских оригиналов – чертежей, рисунков, документов и т.п. Состоит из фотографического аппарата , осветительного устройств и приспособлений для закрепления оригинала. Ф. позволяет получать увеличенные, уменьшенные или равного с оригиналом размера копии на рулонной фотобумаге (обычной или обращаемой). Обычно Ф. объединяют с устройствами, в которых происходит автоматическая химико-фотографическая обработка фотокопий.

Фотосфера

Фотосфе'ра (от фото... и сфера ), наиболее глубокие и самые плотные слои атмосферы

звезды (в т. ч. и Солнца), из которых выходит главная доля излучаемой ею энергии. В Ф. возникает большая часть непрерывного спектра звёзд (главным образом видимого), а также большинство фраунгоферовых линий поглощения. Как правило, Ф. находится в лучистом равновесии. В более высоких слоях излучению легче покинуть атмосферу звезды и потому температура звезды понижается по мере перехода к внешним слоям. В среднем она близка к эффективной температуре звезды. Протяжённость Ф. звёзд главной последовательности (на Герцшпрунга – Ресселла диаграмме ) составляет 10^{– 4} –10^{– 3} часть их радиуса, у белых карликов – порядка 10^{– 6} а у гигантов и сверхгигантов 10^{– 3} –10^{– 2} часть радиуса. Средние плотности газов фотосфер различных звёзд заключены в пределах от 10^{– 9}г/см³ у горячих звёзд главной последовательности до 10^{– 6} г/см³ у белых карликов. Лучше всего изучена Ф. Солнца , совпадающая с кажущейся его поверхностью. Протяжённость солнечной Ф. 200–300 км, температура 4500–8000 К, давление газов 10^{– 5} –10^{– 3}дин/см². Ф. – единственная на Солнце область относительно слабой ионизации преобладающего на нём химического элемента – водорода, степень ионизации которого около 10^{– 4}. У звёзд типа Солнца сильная непрозрачность фотосферных газов обусловлена небольшой примесью отрицательных ионов водорода. При помощи фотосферного телескопа можно наблюдать тонкую структуру солнечной Ф. – грануляцию в виде системы небольших (около 1000 км ) округлых ярких гранул, разделённых тёмными межгранульными промежутками.

Э. В. Кононович.

Фотосферно-хромосферный телескоп

Фотосфе'рно-хромосфе'рный телеско'п, астрофизический инструмент, предназначенный главным образом для регулярных наблюдений по программе службы Солнца . Представляет собой смонтированные на общей параллактической установке два небольших телескопа с диаметрами объективов от 10 до 15 см, один из которых – фотосферный телескоп , а другой – хромосферный телескоп . Главная задача Ф.-х. т. – получение строго одновременных фотографий фотосферы и хромосферы Солнца для сопоставления быстро развивающихся процессов на различных глубинах в солнечной атмосфере, а также для изучения вертикальной её структуры.

Фотосферный телескоп

Фотосфе'рный телеско'п, гелиограф, астрофизический инструмент, предназначенный для фотографирования Солнца либо в интегральном (белом) свете, либо в широких участках спектра, выделяемых широкополосными светофильтрами с целью исследования тонкой структуры солнечной фотосферы – грануляции, а также наблюдаемых в ней образований (факелов, пятен и др.). Оптика Ф. т. обычно состоит из зеркального или линзового объектива (оптимальный диаметр 20–30 см ) и одной или нескольких увеличительных камер, позволяющих получить изображение либо всего Солнца диаметром 10–12 см, либо какого-либо участка его с увеличением, в несколько раз большим. Диаметр изображения, создаваемого Ф. т., выраженный в см, приближённо равен эквивалентному фокусному расстоянию в м. При выборе места для установки Ф. т. учитывают специфику астроклимата для солнечных наблюдений. В конструкции башни и самого инструмента предусматриваются приспособления, обеспечивающие сведение к минимуму искажений изображения, возникающих от турбулентных потоков воздуха. Необходимые элементы Ф. т. – автоматическое гидирующее устройство, анализатор качества изображения, автоматически управляющий быстродействующим затвором, фотоэкспонометр и т.п. Съёмка может вестись с помощью как обычной фотокамеры, так и кинокамеры.

Э. В. Кононович.

Фотосхема

Фотосхе'ма, черно-белая или цветная фотографическая схема местности, используемая при её изучении и картировании. Монтируется из нетрансформированных (т. е. имеющих искажения в связи с нестабильностью условий съёмки, см. Фотоплан ) смежных снимков, приводимых к заданному масштабу, разрезаемых по перекрывающимся контурам и стыкуемых путём наклейки на общую основу (т. е. механическим путём). Ф. изготовляют по воздушным, космическим, наземным (преимущественно фототеодолитным) и подводным снимкам, полученным как при непосредственном фотографировании, так и при воспроизведении изображения с экрана сканирующей системы (см. Фотоэлектронная аэросъёмка ). В зависимости от назначения Ф. могут быть маршрутными (например, вдоль реки, проектируемой трассы) или по площадям, с компоновкой в границах изучаемого объекта (лесной массив, участок под застройку и т.п.), или в соответствии с принятой разграфкой топографических карт . Первичной Ф. является репродукция накидного монтажа, представляющая собой уменьшенную фотографию наложенных друг на друга внакидку и временно закрепленных на щите целых снимков. Она необходима для контроля перекрытий между снимками и подбора их по индексам съёмки, датам и номерам,