Фотосинтез
История открытия
История открытия
История открытия
1903г. Открытие процесса фотосинтеза
Почему листья зеленые?
Фотосинтез
Как осуществляется фотосинтез?
Хлоропласты – главные лаборатории фотосинтеза
Хлоропласты
Основные классы фотосинтетических пигментов
Хлорофиллы
Каротиноиды
Фикобилины
Схема фотосинтеза
Световые и темновые реакции фотосинтеза
Механизм фотосинтеза
Темновая фаза фотосинтеза
Темновая фаза фотосинтеза
Темновая фаза фотосинтеза
Механизм фотосинтеза
Процесс фотосинтеза
Процесс фотосинтеза
Масштабы фотосинтеза
Глобальное значение фотосинтеза
Значение фотосинтеза теперь
Зелёные насажде́ния
Зелёные насажде́ния
Домашнее задание
1.07M
Категория: БиологияБиология

Фотосинтез. История открытия

1. Фотосинтез

Фотосинтез – канал, через который в
экосистему планеты Земля входит
энергия, необходимая всему живому.

2. История открытия

17 век. Ван Гельмонт (масса вербы за
5 лет увеличилась на 74,4кг, а масса
грунта убыла на 57г.)
1771г. Джозеф Пристли (растения
исправляют воздух).
1778г. Я. Ингенхауз (растения это
делают только на свету)

3. История открытия

• Первым обнаружил, что растения выделяют
кислород, английский химик Джозеф Пристли около
1770.
• В 1817 г. два французских химика, Пельтье и
Каванту, выделили из листьев зеленое вещество и
назвали его хлорофиллом.
• В 1845 г. немецкий физик Роберт Майер утверждеал
о том, что зеленые растения преобразуют энергию,
солнечного света в химическую энергию.
• Тимирязев показал, что фотосинтез проходит с
наибольшей интенсивностью в тех областях
солнечного спектра, где находятся максимумы
поглощения хлорофилла.

4. История открытия

• В 20 в. было установлено, что процесс фотосинтеза
начинается на свету в фоторецепторах
хлорофиллов, однако многие из последующих стадий
могут протекать в темноте.
• В 1941 американский биохимик Мелвин Калвин
показал, что первичный процесс фотосинтеза
заключается в фотолизе молекул воды, в результате
чего образуются кислород и водород, идущий на
восстановление диоксида углерода до органических
веществ.

5. 1903г. Открытие процесса фотосинтеза

К.А.Тимирязев
«…это процесс
создания
органических
веществ из
углекислого газа и
воды в зеленых
частях растений
под действием
солнечного света»

6. Почему листья зеленые?

Каждый цвет спектра –
это не только разная
длина волн, но и
разная их
энергетическая
ценность.
Хлорофилл поглощает
наиболее оптимальные
для жизненных
процессов красные и
синие лучи спектра,
отражая зеленые

7. Фотосинтез

Фотосинтез – процесс превращения углекислого
газа и воды в углеводы и кислород под действием
энергии
солнечного
света.
Образующиеся
углеводы используются в качестве пищи, а
кислород поступает в атмосферу.

8. Как осуществляется фотосинтез?

9. Хлоропласты – главные лаборатории фотосинтеза

Строма
Это овальные
Внешняя мембрана
подвижные тельца
Скапливаются в том
месте, где лучше
Граны
освещенность
Внутренняя мембрана
С двойной мембраной,
есть своя ДНК
Внутри особые
образования – граны,
содержащие
хлоропласты в клетках элодеи
хлорофилл

10. Хлоропласты

Хлоропласты (от греч. chlorós — зелёный и
plastós — вылепленный, образованный),
внутриклеточные органеллы растительной
клетки — пластиды, в которых
осуществляется фотосинтез. Окрашены в
зелёный цвет благодаря присутствию в них
основного пигмента фотосинтеза —
хлорофилла. Основная функция
Хлоропластов улавливание и
преобразование световой энергии,

11. Основные классы фотосинтетических пигментов

Хлорофиллы
Каротиноиды
Фикобилины

12. Хлорофиллы

Хлорофи́лл (от греч. chloros - зеленый и
phyllon -лист) — зелёный пигмент,
обусловливающий окраску растений в
зелёный цвет. При его участии
осуществляется процесс фотосинтеза

13. Каротиноиды

Каротиноиды - природные органические
пигменты фотосинтезируемые бактериями,
грибами, водорослями и высшими
растениями. Идентифицировано около 600
каротиноидов. Они имеют преимущественно
жёлтый, оранжевый или красный цвет, по
строению это циклические или
ациклические изопреноиды.
Каротины включают две основных группы
структурно близких веществ:
каротины
ксантофиллы

14. Фикобилины

Фикобилины (от греч. phýkos – водоросль и лат.
bilis – жёлчь), пигменты красных и синезелёных
водорослей (фикоэритрины – красные,
фикоцианины – синие); Поглощают кванты света
в жёлто-зелёной области спектра. Участвуют в
фотосинтезе в качестве сопровождающих
пигментов, доставляя поглощённую энергию
света к фотохимически активным молекулам
хлорофилла.

15. Схема фотосинтеза

Углекислый газ
свет
с
в
е
т
Органические вещества
кислород
+
вода
2
+
2
6
12 6
2

16. Световые и темновые реакции фотосинтеза

Фотосинтез протекает в две фазы:
световую, идущую только на
свету, и темновую, которая идет
как в темноте, так и на свету.

17.

Из схемы видно, что энергия света
обеспечивает: 1) синтез АТФ;
2) восстановление НАДФ в НАДФН;
3) фотолиз воды, который поставляет
электроны для фотосистем I и II;
4) фотолиз воды ведет также к образованию
кислорода, который не используется в
фотосинтезе (но в отсутствие света служит
для окисления органических веществ углеводов, жиров).
В этом основной результат световой фазы
фотосинтеза.

18. Механизм фотосинтеза

Световая фаза в гранах хлоропласта
+
+
2
-
_
-
+
хлорофилл
2
е
АТФ
+
2
Фотолиз воды: образуется кислород
идет синтез АТФ

19. Темновая фаза фотосинтеза

В темновую фазу фотосинтеза энергия,
накопленная клетками в молекулах АТФ,
используется на синтез глюкозы и других
органических веществ. Глюкоза образуется
при восстановлении углекислого газа - СО2;
с участием протонов воды и НАДФ•Н.
В молекуле углекислого газа содержится
один атом углерода, а в молекуле глюкозы
их шесть (C6H12O6).

20. Темновая фаза фотосинтеза

Углекислота, проникающая в лист из воздуха,
вначале присоединяется к органическому
веществу, состоящему из пяти углеродных
атомов. При этом образуется очень непрочное
шестиуглеродное соединение, которое быстро
расщепляется на две трехуглеродные
молекулы. В результате ряда реакций из двух
трехуглеродных молекул образуется одна
шестиуглеродная молекула глюкозы. Этот
процесс включает ряд последовательных
ферментативных реакций с использованием
энергии, заключенной в АТФ. Молекулы
НАДФ•Н; поставляют ионы водорода,
необходимые для восстановления углекислого
газа.

21. Темновая фаза фотосинтеза

Таким образом, в темновой фазе
фотосинтеза в результате ряда
ферментативных реакций происходит
восстановление углекислого газа
водородом воды до глюкозы.
Восстановление углерода происходит в
строме хлоропласта в цикле реакций,
известных как цикл Кальвина. Цикл
Кальвина - не единственный путь фиксации
углерода в темновых реакциях.

22. Механизм фотосинтеза

Темновая фаза идет вне гран, т.е. в
строме хлоропласта
0
+
+
2
+
АТФ
6 12 6
1.Образуется глюкоза
2.Использутся НАДФ*Н
3.Затрачивается АТФ

23. Процесс фотосинтеза

Световая фаза
Процессы
Результаты
процессов
I. а) хлорофилл –––(свет)–––> хлорофилл* + e
б) e + белки-переносчики ––> на наружную
поверхность мембраны тилакоида
в) НАДФ+ + 2H+ + 4 e –––> НАДФ·H2
Образование
НАДФ·H2
II. Фотолиз воды
H2O –––(свет)–––> H+ + OH–
H+ –––> в протонный резервуар тилакоида
OH– –––> OH– – e –––> OH –––> H2O и O2?
e + хлорофилл* –––> хлорофилл
O2 – в
атмосферу
III. H+ протонного резервуара – источник
энергии, необходимой АТФ фазе для синтеза
АТФ из АДФ +ФН
Образование
АТФ

24. Процесс фотосинтеза

Темновая фаза
Процессы
Результаты
процессов
Связывание CO2 с пятиуглеродным сахаром
Образование
рибулёзодифосфатом при использовании АТФ и глюкозы
НАДФ·H2

25. Масштабы фотосинтеза

Ежегодно
1,7 млрд. т углерода
150 млрд. т органического вещества
200 млрд. т кислорода
Запасается
1-1,5% солнечной энергии

26. Глобальное значение фотосинтеза

3 млрд. лет назад – первые водоросли
фотосинтетики
Насыщение атмосферы кислородом
Гибель большинства анаэробов
Появление аэробных организмов
Появление многоклеточности
Появление озонового слоя
Выход организмов на сушу

27. Значение фотосинтеза теперь

Канал, через который в экосистему планеты
Земля приходит энергия Солнца,
необходимая для жизни
Образуется первичное органическое
вещество(более 450 млрд.т в год)
Поддерживается состав атмосферы(более
200млрд.т кислорода в год)
Озоновый экран
Препятствует накоплению углекислого газа

28. Зелёные насажде́ния

Зелёные насажде́ния — совокупность
древесных, кустарниковых и травянистых
растений на определённой территории. В
городах они выполняют ряд функций,
способствующих созданию оптимальных
условий для труда и отдыха жителей
города, основные из которых —
оздоровление воздушного бассейна города
и улучшение его микроклимата. Этому
способствуют следующие свойства зелёных
насаждений:

29. Зелёные насажде́ния

поглощение углекислого газа и выделение
кислорода в ходе фотосинтеза;
понижение температуры воздуха за счёт
испарения влаги;
снижение уровня шума;
снижение уровня загрязнения воздуха
пылью и газами;
защита от ветров;
выделение растениями фитонцидов —
летучих веществ, убивающих
болезнетворные микробы;
положительное влияние на нервную
систему человека.

30. Домашнее задание

§ 11, стр. 35-39
Ответить на вопросы на стр. 39
Конспект
English     Русский Правила