Молекулярные процессы синтеза у растений

1. Молекулярные процессы синтеза у растений

2. Цели урока:

Где
Почему
Узнать
происходит
При каких условиях
фотосинтез
Каким образом

3.

Организмы.
Автотрофы.
Фотосинтез.
Фототрофы.
Хемотрофы.
Гетеротрофы.
Биосинтез.

4. фотосинтез

– это процесс образования органических соединений из
диоксида углерода (СО2) и воды с использованием энергии света и
проходящий в хлоропластах зеленых растений и зеленых пигментах
некоторых фотосинтезирующих бактерий.

5.

6. Хлоропласт

7. Фотосинтез

1) Солнечный свет представлен электромагнитными волнами.
2) Поглощение света идет отдельными порциями-квантами или
фотонами.
3) Волны имеют разную длину. Чем больше длина, тем меньше
энергия кванта.
4) От длины зависит не только энергия кванта, но и его цвет.

8. Светопоглощающие пигменты

C55H72N4O5Mg
• Зеленый пигмент
растений - хлорофилл

9.

• Хлорофилл
поглощает свет
красной и синей
части спектра,
но пропускает
лучи, которые
при смешивании
дают зеленый
цвет

10. Светопоглощающие пигменты

• Пигменты желтого, оранжевого и
красного цвета - каротиноиды

11. Светопоглощающие пигменты

• Синие и сине-голубые пигменты,
красные (присутствуют у красных и
сине-зеленых водорослей) - фикобилины

12. Хлорофилл

«Голова»-Хлорофилин
«Хвост»-фетол
Пигменты:
Желтый-ксантофилы
Оранжевый-каротины
200-300 молекул
хлорофилла улавливают
солнечный свет
(антенный комплекс)
Антенный комплексворонка, собирающая
энергию света и
передающая к единому
реакционному центру.
Реакционный центруникальная молекула
хлорофилла, обладающая
ценным качествомтрансформацией.

13. Фотосинтез.

Световая фаза.
Этап, в течение которого
за счёт энергии света
образуются богатые энергией
соединения – АТФ и молекулыносители энергии.
Происходит в гранах
хлоропласта.
Темновая фаза.
Этап, в течение которого
происходит поглощение
углекислого газа и образование
глюкозы в растениях.
Происходит в строме
хлоропласта.

14.

15.

Энергообеспечение фотосинтеза
Е
АТФ
Фотофосфорилирование:
АДФ + Ф
АТФ

16.

Световая фаза фотосинтеза
НАД*Н+Н
1. Активация
хлорофилла
е2. Фотолиз воды
3. Синтез АТФ
4. Восстановление
НАДФ+ до НАДФ*Н
+Н
е-
е-
Н+
е-
е-
Н+ Н+
Н+
АТФ

17. фотосистемы

18.

Фотосистемы
Фотосистема – это комплекс молекул,
локализованный в мембранах
тилакоидов, состоящий из
фотосинтезирующих пигментов и белковпереносчиков.

19. Реакционный центр

Все
реакционные центры в совокупности
образуют две фото-системы, которые в
процессе фотосинтеза работают
одновременно.
Пигмент ловушка Фото-система 1 была взята
у зеленых серых бактерий
ЛФС2- у цианобактерий.
Хлорофилл
реакционного центра
трансформирует световую энергию и
передает дальше по цепочке (цепь передачи
электронов)

20. Световая фаза

1)
Начинается с фотосистемы 2.
2)
Хлорофилл поглощая энергию света переводит световую энергию в
химическую. (возбуждение электронов.)
3)
В реакционном центре хлорофилл заряжен нейтрально, но под воздействием
света электрон выходит молекулы хлорофилла и оставляет после себя
положительное заряженное место (дыру).
4)
Электрон тут же перехватывается молекулой переносчиком (первым звеном в
передаче электронов) и передается по цепочке.
5)
Электрон с помощью молекул переносчиков достигает фотосистемы 1 и
восстанавливает ее. (2 электрона).
6)
Электроны фотосистемы 1 выходит на внешнюю мембрану тилакоида и
восстанавливают молекулу переносчик НАДФ.
7)
Фотосистема 2 временно не работает. Под воздействием фотолиза(внутренее
пространство тилакоида) ВОДА распадается на 2 H+, 2e,O2.
8)
Электрон заполняет положительное местно в фотосистеме 2. Кислород
уходит в атмосферу, водород восстанавливает молекулу переносчик.
9)
Тилакоид заряжен положительно (разность зарядов на внутренней и внешней
мембране телакойда)-----фосфорилирование под воздействием АТФсинтетазы.

21. Продукты световой фазы

В
световую фазу происходит:
1)Фотолиз воды: 2H20------- 4H+4e+O2
2)Образование кислорода.
3) АТФ
4) НАДФ

22.

cветовые
лучи
O2
H2O
CO2
Световая фаза:
•Фотолиз воды
На гранах хлоропластов
H
АТФ
Темновая фаза:
•Фиксация углерода
•Синтез глюкозы в строме
хлоропластов
C6H12O6

23.

Темновая фаза фотосинтеза
Рибулозомонофосфат
Аминокислоты
АТФ
Глюкоза
1
АДФ + Ф
6
2 Триозофосфат
НАДФ+
5
Рибулозодифосфат
2
Цикл
Кальвина
3
НАДФ*Н+Н
СО2
Фосфоглицерат
4
Дифосфоглицерат
АТФ
АДФ + Ф

24. ТЕМНОВАЯ ФАЗА

В строме хлоропласта пятиуглеродный
сахар рибулозобифосфат (РиБФ); связывается с
молекулой углекислого газа. В результате
карбоксилирования рибулозобисфосфата образуется
неустойчивое шестиуглеродное соединение, которое
сразу же распадается на две
молекулы фосфоглицериновой кислоты (ФГК).
Затем происходит цикл реакций, в которых через ряд
промежуточных продуктов фосфоглицериновая кислота
преобразуется в глюкозу. В этих реакциях используются
энергии АТФ и НАДФ·Н2, образованных в световую
фазу; цикл этих реакций получил название «цикл
Кальвина».
6СО2 + 24Н+ + АТФ → С6Н12О6 + 6Н2О. (свет, хлорофилл)
Образуется: 12 молекул переносчиков, 18 АТФ, Углекислый газ.

25.

26.

ЗНАЧЕНИЕ ФОТОСИНТЕЗА
«Роль зеленого растения – «космическая».
На Земле благодаря ему накапливается
энергия, которая поступила из космоса от
Солнца. При чем накапливается она в такой
форме, которая доступна для других
организмов»
Тимирязев К.А
• фиксирует -900 *1015 кДж;
• усваивает -170 млрд. т СО2;
• разлагает- 130 млрд. т. Н2О;
• выделяет- 200 млрд. т. О2.
• Образуется 150 млрд. тонн
органических веществ

27.

Существуют ли принципиальные
различия между авто- и гетеротрофами?
гетеротрофы
автотрофы

28.

Юлиус Роберт Майер еще в прошлом
столетии дал следующее определение:
«Свет — это вечно натянутая пружина,
приводящая в действие механизм
земной жизни».

29.

Заполните таблицу «Сравнение световой
и темновой фаз фотосинтеза»
Критерии для
сравнения
Световая фаза
Темновая фаза
Локализация
Мембрана
тилакоидов
Строма
хлоропласта
Основные
процессы
Фотолиз воды
Восстановление
НАДФ+ до НАДФ* Н2
Синтез АТФ
Окисление НАДФ* Н2
Распад АТФ до АДФ и Ф.
Фиксация СО2
Цикл Кальвина)
Исходные
вещества
Вода, АДФ, Ф, НАДФ+
АТФ, НАДФ* Н2 ,
рибулёзомонофосфат
Образующиеся
продукты
НАДФ* Н2 , АТФ
Глюкоза, аминокислоты и
т.п.
Источник
энергии
Световая
энергия
Энергия
АТФ