|
|
Фотосинтез. Фотосинтез процесс создания органических веществ Автор презентации Писанец Максим
Фотосинтез — процесс создания органических веществ Автор презентации: Писанец Максим Ученик 10 класса Что же такое фотосинтез? - Фотоси́нтез (от др.-греч. φῶς — свет и σύνθεσις — соединение, складывание, связывание, синтез) — сложный химический процесс преобразования энергии света (в некоторых случаях инфракрасного излучения) в энергию химических связей органических веществ при участии фотосинтетических пигментов (хлорофилл у растений, бактериохлорофилл у бактерий и бактериородопсин у архей).
Лист растения
Листья растения
Этапы фотосинтеза Световая фаза - Эта фаза происходит только в присутствии света в мембранах тилакоидов при участии хлорофилла, белков-переносчиков электронов и фермента — АТФ-синтетазы. Под действием кванта света электроны хлорофилла возбуждаются, покидают молекулу и попадают на внешнюю сторону мембраны тилакоида, которая в итоге заряжается отрицательно. Окисленные молекулы хлорофилла восстанавливаются, отбирая электроны у воды, находящейся во внутритилакоидном пространстве. Это приводит к распаду или фотолизу воды:
- Н2О + Qсвета → Н+ + ОН—.
- Ионы гидроксила отдают свои электроны, превращаясь в реакционноспособные радикалы •ОН:
- ОН— → •ОН + е—.
- Радикалы •ОН объединяются, образуя воду и свободный кислород:
- 4НО• → 2Н2О + О2.
- 2Н+ + 2е— + НАДФ → НАДФ·Н2.
Наглядная схема
Этапы фотосинтеза Темновая фаза - Эта фаза протекает в строме хлоропласта. Для ее реакций не нужна энергия света, поэтому они происходят не только на свету, но и в темноте. Реакции темновой фазы представляют собой цепочку последовательных преобразований углекислого газа (поступает из воздуха), приводящую к образованию глюкозы и других органических веществ.
- Первая реакция в этой цепочке — фиксация углекислого газа; акцептором углекислого газа является пятиуглеродный сахар рибулозобифосфат (РиБФ); катализирует реакцию фермент рибулозобифосфат-карбоксилаза (РиБФ-карбоксилаза). 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.
Наглядная схема
Как происходит фотосинтез? - Главным двигателем фотосинтеза является хлорофилл – специальный пигмент, содержащийся в клетках растений, который помимо всего прочего отвечает за зеленую окрасу листьев деревьев и прочих растений. Хлорофилл представляет собой сложное органическое соединение, обладающее к тому же важным свойством – способностью к поглощению солнечного света. Поглощая его, именно хлорофилл приводит в действие ту маленькую биохимическую лабораторию, содержащуюся в каждом маленьком листочке, в каждой травине и каждой водоросли. Далее происходит химическая реакция фотосинтеза (формулу смотрите выше) в ходе которой и происходит преображение воды и углекислого газа в необходимые растениям углеводы и необходимый всему живому кислород. Механизмы фотосинтеза являются гениальным творением природы.
Хлорофилл под микроскопом
Как растения используют продукты фотосинтеза? - Весь сложный поэтапный процесс фотосинтеза идёт в хлоропластах бесперебойно, пока зелёные листья получают солнечную энергию.
- Глюкоза почти сразу же превращается в другие углеводы, например, крахмал.
- Эти органические вещества по ситовидным трубкам луба оттекают из листьев ко всем частям растения: к почкам, генеративным органам.
- Из глюкозы и минеральных веществ в клетках растения в процессе многочисленных превращений образуются другие органические вещества, в том числе белки и жиры.
- Все эти органические вещества идут на рост и развитие растения — то есть на построение его тела, а также откладываются в запасающих тканях и используются при дыхании.
Растение
Значение фотосинтеза
Благодаря фотосинтезу, ежегодно из атмосферы поглощаются миллиарды тонн углекислого газа, выделяются миллиарды тонн кислорода; фотосинтез является основным источником образования органических веществ. Из кислорода образуется озоновый слой, защищающий живые организмы от коротковолновой ультрафиолетовой радиации.
При фотосинтезе зеленый лист использует лишь около 1% падающей на него солнечной энергии, продуктивность составляет около 1 г органического вещества на 1 м2 поверхности в час.
Фотосинтезирующее растение
Сравнение фаз фотосинтеза
Критерии сравнения
|
Световая фаза
|
Темная фаза
|
Солнечный свет
|
Обязателен
|
Необязателен
|
Место протекание реакций
|
Граны хлоропласта
|
Строма хлоропласта
|
Зависимость от источника энергии
|
Зависит от солнечного света
|
Зависит от АТФ и НАДФ•Н2, образованных в световой фазе и от количества СО2 из атмосферы
|
Исходные вещества
|
Хлорофилл, белки-переносчики электронов, АТФ-синтетаза
|
Углекислый газ
|
Суть фазы и что образуется
|
Выделяется свободный О2, образуется АТФ и НАДФ•Н2
|
Образование природного сахара (глюкозы) и поглощение СО2 из атмосферы
|
Фазы фотосинтеза: таблица сравнений |
|
|
Скачать 0.78 Mb.