Бесхлорофильный фотосинтез

1.

фотосинтез
Презентация
Костицына Захара.

2. Бесхлорофильный фотосинтез

Типы фотосинтеза
Бесхлорофильный
фотосинтез
Хлорофильный фотосинтез
Аноксигенный
Оксигенный

3. Бесхлорофильный фотосинтез

► Осуществляется
археями рода Halobacterium,
является наиболее примитивным типом
фотосинтеза, кванты света поглощаются
белком-бактериородопсином, имеющим
сходство с родопсином в виде наличия
ретиналя, этот тип фотосинтеза отличается
отсутствием электрон-транспортной цепи,
синтез АТФ осуществляется через создание
электрохимического градиента протонов или
ионов хлора при помощи
бактериородопсиновой и галородопсиновой
помп.

4. Аноксигенный фотосинтез

Фотосинтетический транспорт электронов у анаэробных
фототрофных бактерий во многих отношениях отличается от
только что описанного. В аноксигенном фотосинтезе участвует
только одна световая реакция; она поддерживает циклический
транспорт электронов. Электроны, покидающие цикл для
восстановления NAD, не являются продуктом разложения воды.
Фотосинтез зависит от наличия в среде восстановленных
субстратов и не сопровождается выделением 02. Собственно
фотореакция хотя и аналогична первой фотореакции у зеленых
растений, однако у некоторых бактерий она приводит, вероятно,
лишь к созданию протонного потенциала и тем самым к запасанию
энергии (АТР), но не к восстановлению NAD. Таким образом,
нециклический перенос электронов (от донора электронов к
пиридиннуклеотиду) здесь отсутствует. По-видимому, NADH2
образуется в результате какой-то темновой реакции в ходе
обратного транспорта электронов, протекающего с затратой
энергии.

5. Оксигенный фотосинтез

фотофизический
фотохимический
химический

6.

Фотофизический: На первом этапе происходит
поглощение квантов света пигментами, их переход в
возбуждённое состояние и передача энергии к
другим молекулам фотосистемы.
Фотохимический: На втором этапе происходит
разделение зарядов в реакционном центре, перенос
электронов по фотосинтетической
электронотранспортной цепи, что заканчивается
синтезом АТФ и НАДФН. Первые два этапа вместе
называют светозависимой стадией фотосинтеза.
Химический: Третий этап происходит уже без
обязательного участия света и включает в себя
биохимические реакции синтеза органических
веществ с использованием энергии, накопленной на
светозависимой стадии.

7. Значение фотосинтеза

Фотосинтез является основным источником биологической
энергии, фотосинтезирующие автотрофы используют её для
синтеза органических веществ из неорганических, гетеротрофы
существуют за счёт энергии, запасённой автотрофами в виде
химических связей, высвобождая её в процессах дыхания и
брожения. Энергия получаемая человечеством при сжигании
ископаемого топлива (уголь, нефть, природный газ, торф) также
является запасённой в процессе фотосинтеза.
Фотосинтез является главным входом неорганического углерода в
биологический цикл. Весь свободный кислород атмосферы —
биогенного происхождения и является побочным продуктом
фотосинтеза. Формирование окислительной атмосферы
(кислородная катастрофа) полностью изменило состояние земной
поверхности, сделало возможным появление дыхания, а в
дальнейшем, после образования озонового слоя, позволило жизни
выйти на сушу

8. Пространственная локализация

► Фотосинтез
растений осуществляется в
хлоропластах: обособленных двухмембранных
органеллах клетки. Хлоропласты могут быть в
клетках плодов, стеблей, однако основным
органом фотосинтеза, анатомически
приспособленным к его ведению, является
лист. В листе наиболее богата хлоропластами
ткань палисадной паренхимы. У некоторых
суккулентов с вырожденными листьями
(например, кактусы) основная
фотосинтетическая активность связана со
стеблем.

9.

Свет для фотосинтеза
захватывается более полно
благодаря плоской форме листа,
обеспечивающей большое
отношение поверхности к объёму.
Вода доставляется из корня по
развитой сети сосудов (жилок
листа). Углекислый газ поступает
отчасти посредством диффузии
через кутикулу и эпидермис,
однако большая его часть
диффундирует в лист через
устьица и по листу по
межклеточному пространству.
Растения, осуществляющие С4 и
CAM фотосинтез сформировали
особые механизмы для активной
ассимиляции углекислого газа.

10. Строение хлоропласта

Внутреннее пространство хлоропласта заполнено бесцветным
содержимым (стромой) и пронизано мембранами (ламеллами),
которые соединяясь друг с другом образуют тилакоиды, которые в
свою очередь группируются в стопки, называемые граны.
Внутритилакоидное пространство отделено и не сообщается с
остальной стромой, предполагается также что внутреннее
пространство всех тилакоидов сообщается между собой.
Световые стадии фотосинтеза приурочены к мембранам,
автотрофная фиксация CO2 происходит в строме.
В хлоропластах имеются свои ДНК, РНК, рибосомы (70s типа),
идёт синтез белка (хотя этот процесс и контролируется из ядра).
Они не синтезируются вновь, а образуются путём деления
предшествующих. Всё это позволило считать их
предшественниками свободных цианобактерий, вошедших в
состав эукариотической клетки в процессе симбиогенеза.

11.

Схема строения хлоропласта в объемном изображении (А) и на срезе
(Б).
1 - наружная мембрана,
2 - внутренняя мембрана,
3 - строма,
4 - грана,
5 - тилакоид граны,
6 - тилакоид стромы,
7 - нить пластидной ДНК,
8 - рибосомы хлоропласта (отличающиеся от цитоплазматических
рибосом),
9 - гранулы крахмала.

12. Хемосинтез.

Хемосинтез — способ автотрофного питания, при котором
источником энергии для синтеза органических веществ из CO2
служат реакции окисления неорганических соединений. Подобный
вариант получения энергии используется только бактериями или
археями. Явление хемосинтеза было открыто в 1887 году русским
учёным С. Н. Виноградским.
Необходимо отметить, что выделяющаяся в реакциях окисления
неорганических соединений энергия не может быть
непосредственно использована в процессах ассимилияции.
Сначала эта энергия переводится в энергию макроэнергетических
связей АТФ и только затем тратится на синтез органических
соединений.

13. Распространение и экологические функции

Хемосинтезирующие организмы (например, серобактерии) могут
жить в океанах на огромной глубине, в тех местах, где из разломов
земной коры в воду выходит сероводород. Конечно же, кванты
света не могут проникнуть в воду на глубину около 3-4 километров
(на такой глубине находится большинство рифтовых зон океана).
Таким образом, хемосинтетики — единственные организмы на
земле, не зависящие от энергии солнечного света.
С другой стороны, аммиак, который используется
нитрифицирующими бактериями, выделяется в почву при гниении
остатков растений или животных. В этом случае
жизнедеятельность хемосинтетиков косвенно зависит от
солнечного света, так как аммиак образуется при распаде
органических соединений, полученных за счёт энергии Солнца.

14. Роль хемосинтетиков

Роль хемосинтетиков для всех живых существ очень
велика, так как они являются непременным звеном
природного круговорота важнейших элементов: серы,
азота, железа и др. Хемосинтетики важны также в
качестве природных потребителей таких ядовитых
веществ, как аммиак и сероводород. Огромное
значение имеют нитрифицирующие бактерии, которые
обогащают почву нитритами и нитратами — в основном
именно в форме нитратов растения усваивают азот.
Некоторые хемосинтетики (в частности, серобактерии)
используются для очистки сточных вод.

15. Конец