Светозависимые реакции

1.

2.

Светозависимые реакции
фотосинтеза

3.

Цель обучения
• объяснять процессы, протекающие
при световой фазе фотосинтеза.

4.

Критерий оценивания
1. Указывать место где происходит светозависимая
фаза в хлоропласте;
2. Описывать процесс фотоактивации хлорофилла;
3.Объяснять процессы фотолиза, нециклического
фотофосфорилирования;
4. Опишывать «Z-схему» электронного потока при
фотофосфорилировании.

5.

Терминология
• Фотосистема I и II / реакционный центр / тилакоидная
мембрана
• Фотофизический период / фотохимический период
• Z-схема - светозависимая фаза фотосинтеза
• Снижение НАДФ и НАДФН+ / АТФ и АДФ и Пи
• Циклическое и нециклическое фотофосфорилирование
• хемиосмос
• АТФ-синтаза / фотофосфорилирование
• Водород, кислород, углекислый газ, углерод

6.

Фотосинтез – процесс превращения
неорганического углерода в органический.

7.

Строение фотосистемы

8.

Хлорофиллы поглощают энергию света для
фотосинтеза
Свет
Фотосистема акцептор
электронов
Реакционный центр
хлорофилла
Пигменты антенны
Фотосистема

9.

Реакционный центр и антенные комплексы для
фотосинтеза
Светоулавливающие пигменты
(молекулы антенны)
Реакционный
центр

10.

11.

Реакционный центр и антенные комплексы для
фотосинтеза
•Пигмент (хлорофилл) получает
энергию путем увеличения энергии
электрона когда переходит из
основного состояния (орбиталь с
более низкой энергией) в
возбужденное состояние (орбиталь с
более высокой энергией).

12.

• Каждый антенный комплекс способен улавливать свет и
передавать энергию комплексу молекул хлорофилла и
белков, называемому реакционным центром.
• Поскольку фотоны поглощаются хлорофиллом и
дополнительными пигментами, эта энергия в конечном
итоге передается в реакционный центр, где, будучи
поглощена возбудимым электроном, перемещает его на
более высокий энергетический уровень. Здесь электрон
может быть принят молекулой акцептора электронов в
цепи переноса электронов, где энергия света преобразуется
в химическую энергию с помощью хемиосмоса.

13.

Две фазы фотосинтеза

14.

15.

Светозависимые реакции фотосинтеза
•Фотолиз: расщепление воды и выделение
кислорода.
•Фотофосфолирирование: Циклическое и
нециклическое - производство НАДФН+,
ATФ.

16.

Электронная транспортная цепь для фотосинтеза
• Во время процесса фотофослирирования АТФ генерируется
цепью переноса электронов Фотосистемы II благодаря процессу
хемиосмосу. Согласно теории хемиосмоса, когда электроны
транспортируются по цепочке переноса электронов, часть
высвобождаемой энергии используется для прокачки протонов
через тилакоидную мембрану из стромы хлоропласта во
внутреннее пространство тилакоида, создавая градиент
протонов или движущую силу протонов. По мере того как
накапливающиеся протоны во внутреннем тилакоидном
пространстве проходят через тилакоидную мембрану к строме
через комплексы АТФ-синтетазы, эта движущая сила протонов
используется для генерации АТФ из АДФ и Ф.

17.

Высокий градиент
протонов

18.

19.

Просвет тилакоида
содержить
высокое
количество
протонов
Цикл
Кальвина
Строма содержить малое
количество протонов
Продукты
светозависимой
фазы

20.

Фотофосфорилирование и хемиосмос
•Диффузия H+ из тилакоидного пространства
обратно в строму (вдоль градиента
концентрации H+) происходит через АТФсинтазу. Это происходит за счет хемиосмоса.
Эти управляемые светом реакции накапливают
химическую энергию в НАДФH+ и ATФ,
которые переносят энергию в цикл
Кальвина, производящий углеводы.

21.

Световые реакции и хемиосмос: современная модель
организации тилакоидной мембраны.
• Стрелки желтого цвета показывают линейный поток электронов,
показанный на рисунке (19 слайд). Три шага в световых реакциях
способствуют градиенту H+ за счет увеличения концентрации H+ в
просвете тилакоида:
1 Вода разделяется фотосистемой II на стороне мембраны, обращенной к
тилакоидному просвету;
2 Пластохинон (Pq) переносит электроны в комплекс цитохрома, четыре
протона проходят через мембрану в тилакоидное пространство;
3 Ион водорода удаляется из стромы, когда их поглощает НАДФ+.
Обратите внимание, что в шаге 2 ионы водорода перекачиваются из стромы в
тилакоидное пространство, как показано на рисунке (19 слайд). Диффузия H+
из тилакоидного пространства обратно в строму (вдоль градиента
концентрации H+) через АТФ-синтазу. Эти управляемые светом реакции
накапливают химическую энергию в НАДФН и ATФ.

22.

ATФ-синтаза
• комплекс АТФ-синтазы
выполняет
фосфорилирование
АДФ до АТФ,
обеспечивая часть
энергии для
последующего
биосинтеза в цикле
Кальвина.

23.

Ферредоксин и НАДФ редуктаза
• НАДФ+ редуктаза является последним ферментом в переносе
электронов во время фотосинтеза от фотосистемы I к НАДФН.
• Ферредоксин-НАДФ + редуктаза ферментный комплекс,
который катализирует химическую реакцию:
3 субстрата этого ферментного комплекса восстановленный ферредоксин, НАДФ+ и Н+, и два
его продукта - окисленный ферредоксин и
НАДФН.

24.

«Z-схема» электронного потока при фотофосфорилировании

25.

Критерий оценивания
1. Указывать место где происходит светозависимая
фаза в хлоропласте;
2. Описывать процесс фотоактивации хлорофилла;
3.Объяснять процессы фотолиза, нециклического
фотофосфорилирования;
4. Опишывать «Z-схему» электронного потока при
фотофосфорилировании.

26.

Ссылки на материалы
• https://100ballov.kz/mod/page/view.php?id=1609
• https://studopedia.ru/19_354294_svetovaya-faza-fotosintezatsiklicheskiy-i-netsiklicheskiy-transport-elektronov.html