Фотосинтез

1.

Фотосинтез
Free Powerpoint Templates
Page 1

2. МИНЕРАЛЬНОЕ И ВОЗДУШНОЕ ПИТАНИЕ РАСТЕНИЙ

Free Powerpoint Templates
Page 2

3. Фотосинтез.

• Процесс образования
кислорода зелеными
растениями на свету.
• Процесс образования на свету
в листьях из углекислого газа
и воды органических
соединений.
Free Powerpoint Templates
Page 3

4.

Free Powerpoint Templates
Page 4

5.

Free Powerpoint Templates
Page 5

6.

Условия, необходимые для фотосинтеза
• Углекислый газ. Бесцветный природный газ без запаха,
обнаруженный в воздухе и имеет научное обозначение
CO2. Он образуется при горении углерода и органических
соединений, а также возникает в процессе дыхания.
• Вода. Прозрачное жидкое химическое вещество без запаха
и вкуса (в нормальных условиях).
• Свет. Хотя искусственный свет также подходит для
растений, естественный солнечный свет, как правило,
создает лучшие условия для фотосинтеза, потому что в
нем присутствует природное ультрафиолетовое излучение,
которое оказывает положительное влияние на растения.
• Хлорофилл. Это зеленый пигмент, найденный в листьях
растений.
• Питательные вещества и минералы. Химические вещества
и органические соединения, которые корни растений
поглощают из почвы
Free Powerpoint Templates
Page 6

7.

Free Powerpoint Templates
Page 7

8.

2 фазы фотосинтеза
Световая фаза (светозависимая) .
Световые реакции территориально
привязана к пространству,
ограниченному тилакоидами.
Темновая фаза (не зависящая от
света). Проходит в строме хлоропласта.
Free Powerpoint Templates
Page 8

9.

Free Powerpoint Templates
Page 9

10.

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
Образовани
е 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 Free
энергии,
необходимой
Powerpoint
Templates АТФ
фазе для синтеза АТФ из АДФ +ФН
Образовани
е АТФ
Page 10

11.

Темновая фаза
Процессы
Результаты
процессов
Связывание CO2 с пяти углеродным
сахаром рибулёзодифосфатом при
использовании АТФ и НАДФ·H2
Образовани
е глюкозы
Free Powerpoint Templates
Page 11

12.

Компоненты фотосинтеза
Фотосинтез может осуществляться только с помощью
определенных веществ — пигментов. Фотосинтетические
пигменты высших растений делятся на две группы:
хлорофиллы и каротиноиды.
• Локализация-пигменты локализованы в мембранах
хлоропластов. В хлоропласте содержится около 400 молекул
хлорофилла. Хлоропласты обычно располагаются в клетке
так, чтобы их мембраны находились под прямым углом к
источнику света, что гарантирует максимальное поглощение
света (они могут перемещаться в клетке, в зависимости от
того, как падает свет).
• Каротиноиды. Каротиноиды поглощают солнечный свет
(особенно в коротковолновой — сине-фиолетовой — части
спектра) и поглощенную энергию передают хлорофиллу, а
также защищают хлорофилл от избытка света и от
окисления кислородом, выделяющимся при фотосинтезе.
Каротиноиды постоянно присутствуют в листьях, но незаметны
из-за присутствия хлорофилла. Зато осенью, когда хлорофилл
разрушается, каротиноиды становятся хорошо видны. Именно
Free
Powerpoint
Templates
они придают
листьям
желтую
и красную окраску
Page 12

13.

• Хлорофилл. У растений в фотосинтезе участвует пигмент
хлорофилл, который содержится в хлоропластах на мембранах
тилакоида. Хлорофилл придает хлоропластам и всему растению
зеленую окраску. Хлорофилл обладает уникальным свойством: он
умеет поглощать энергию солнечного света, переходя в
возбужденное состояние.
Хлорофиллы поглощают главным образом красную и синефиолетовую часть спектра. Зеленую часть спектра они отражают и
потому придают растениям характерную зеленую окраску, если
только ее не маскируют другие пигменты.
Пигменты содержатся не только в клетках высших растений, но и в
клетках водорослей. В клетках водорослей отдела Зеленых
преобладает пигмент хлорофилл. Именно поэтому данный тип
водорослей окрашен в различные оттенки зеленого.
В красных водорослях очень много пигмента фикоэритрина,
характеризующегося красным цветом. Этот пигмент и придает
данному отделу этих растений соответствующий цвет.
В бурых водорослях присутствует пигмент фукоксантин – бурого
цвета. То же самое можно сказать о водорослях других цветов –
желто-зеленых, сине-зеленых. В каждом случае цвет определяется
каким-то пигментом или их сочетанием.
Free Powerpoint Templates
Page 13

14.

Free Powerpoint Templates
Page 14

15.

Free Powerpoint Templates
Page 15

16.

Роль CO2 в процессе фотосинтеза
Содержание CO2 в атмосфере относительно невелико
всего 0,04-0,03%
Растения благодаря фотосинтезу усваивают CO2 из
атмосферы, превращая минеральные вещества в
органические- глюкозу, крахмал.
Порой углекислый газ играет в вопросе урожайности даже
более весомую роль, чем минеральные удобрения. Потому
что 94% своей сухой массы растение синтезирует из воды и
углекислого газа, и только оставшиеся 6% из минеральных
удобрений.
Free Powerpoint Templates
Page 16

17.

Free Powerpoint Templates
Page 17

18.

С3-путь фотосинтеза
(С3-цикл) (цикл Кальвина)
• этот способ ассимиляции СО2
основной и присущ всем растениям
• расшифрован американскими
учеными во
главе с Мелвином Кальвином (1946 –
1956)
• В 1961 году М. Кальвину за
установление
последовательности реакций в этом
цикле
была присуждена Нобелевская премия
Free Powerpoint Templates
Page 18

19.

Этапы (фазы) цикла Кальвина:
1) карбоксилирующий
РДФ + СО2 → 2ФГК
2) восстановительный
ФГК → ФГА
3) регенерирующий
ФГА → РДФ
Free Powerpoint Templates
Page 19

20.

карбоксилирующий
РДФ + СО2 → 2ФГК
содержит 3 атома С С3-цикл
ассимиляции СО2.
Продукт реакции, содержащий 6 атомов углерода, в
присутствии воды
сразу распадается на две молекулы 3фосфоглицириновой кислоты
(3-ФГК) - первичный продукт ассимиляции углерода
СН2ОР
С=О
СНОН
СНОН
СН2ОР
РбДФ-карбоксилаза
СООН
+СО2 + Н2О
Рибулозо-1,5-дифосфат
2 СНОН
СН2ОР
3-фосфоглицириноваякислота
Free Powerpoint Templates
Page 20

21.

восстановительный
ФГК → ФГА
необходимы вещества световой фазы
фотосинтеза:
АТФ и НАДФН.
1. Фосфорилирование за счет АТФ
Free Powerpoint Templates
Page 21

22.

Free Powerpoint Templates
Page 22

23.

Free Powerpoint Templates
Page 23

24.

Free Powerpoint Templates
Page 24

25.

Free Powerpoint Templates
Page 25

26.

Free Powerpoint Templates
Page 26

27.

Free Powerpoint Templates
Page 27

28.

Влияние цивилизации на скорость процесса фотосинтеза
и величину прироста фитомассы в различных
экосистемах
Free Powerpoint Templates
Page 28

29.

Особенности фотосинтеза в водной среде
Free Powerpoint Templates
Page 29