Тема урока: «Фотосинтез»
ФОТОСИНТЕЗ – ПРЕОБРАЗОВАНИЕ ЭНЕРГИИ СОЛНЦА В ЭНЕРГИЮ ХИМИЧЕСКИХ СВЯЗЕЙ Основным источником энергии для всех живых существ, населяющих нашу планету, служит энергия солнечного света, которую аккумулируют непосредственно только зеленые растения, в том числе водоросли, редкие простейшие, зеленые и пурпурные бактерии. Их клетки за счет энергии солнца способны синтезировать органические соединения: углеводы, жиры, белки и др. Зеленый цвет фотосинтезирующих клеток зависит от наличия в них хлорофилла, поглощающего свет в красной и синей частях спектра и пропускающего лучи, которые дают при смешении зеленый цвет. хлорофилла Основным источником энергии для всех живых существ, населяющих нашу планету, служит энергия солнечного света, которую аккумулируют непосредственно только зеленые растения, в том числе водоросли, редкие простейшие, зеленые и пурпурные бактерии. Их клетки за счет энергии солнца способны синтезировать органические соединения: углеводы, жиры, белки и др. Зеленый цвет фотосинтезирующих клеток зависит от наличия в них хлорофилла, поглощающего свет в красной и синей частях спектра и пропускающего лучи, которые дают при смешении зеленый цвет. хлорофилла
Главным органом фотосинтеза является лист, в клетках которого имеются специализированные органоиды, ответственные за фотосинтез хлоропласты. Фотосинтез
Строма Грана Тилакоид Ламелла Оболочка хлоропласта У эукариот фотосинтез происходит в особых органеллах, называемых хлоропластами. У эукариот фотосинтез происходит в особых органеллах, называемых хлоропластами. Хлоропласты окружены двойной мембраной. В хлоропластах всегда содержится хлорофилл, локализованные в системе мембран, которые погружены в основное вещество хлоропласта – строму. Мембранная система – это место, где протекают световые реакции фотосинтеза. В мембранах также находятся ферменты и переносчики электронов. Вся система состоит из множества плоских, заполненных жидкостью мешков, называемых тилакоидами. Тилакоиды местами уложены в стопки – граны. В строме происходят темновые реакции фотосинтеза. По своему строению строма напоминает гель; в ней находятся растворимые ферменты, в том числе ферменты цикла Кальвина, а также другие химические соединения, в частности сахара и органические кислоты. Избыток углеводов, образовавшихся в процессе фотосинтеза, запасается здесь в виде зерен крахмала. Хлоропласты окружены двойной мембраной. В хлоропластах всегда содержится хлорофилл, локализованные в системе мембран, которые погружены в основное вещество хлоропласта – строму. Мембранная система – это место, где протекают световые реакции фотосинтеза. В мембранах также находятся ферменты и переносчики электронов. Вся система состоит из множества плоских, заполненных жидкостью мешков, называемых тилакоидами. Тилакоиды местами уложены в стопки – граны. В строме происходят темновые реакции фотосинтеза. По своему строению строма напоминает гель; в ней находятся растворимые ферменты, в том числе ферменты цикла Кальвина, а также другие химические соединения, в частности сахара и органические кислоты. Избыток углеводов, образовавшихся в процессе фотосинтеза, запасается здесь в виде зерен крахмала.
Фотосинтез Фотосинтез это процесс образования органического вещества из углекислого газа и воды на свету при участии фотосинтетических пигментов. Суммарное уравнение фотосинтеза: 6СО 2 + 6Н 2 О + Q света С 6 Н 12 О 6 + 6О 2 В современной физиологии растений под фотосинтезом чаще понимается фотоавтотрофная функция – совокупность процессов поглощения, превращения и использования энергии квантов света в реакциях превращения углекислого газа в органические вещества. Фотосинтез
В процессе фотосинтеза различают две фазы: световую и темновую.
Солнечный свет Е н2он2о АТФ Н + О2О2 СО 2 ГЛЮКОЗА ФОТОСИНТЕЗ ЗНАЧЕНИЕФОТОСИНТЕЗАЗНАЧЕНИЕФОТОСИНТЕЗА Заполни таблицу Заполни таблицу Фазы фотосинтеза Заполни таблицу Фазы фотосинтеза
Заполните таблицу Фазы фотосинтеза Заполните таблицу Фазы фотосинтеза
Световая фаза происходит только на свету в мембранах тилакоидов, содержащих молекулы хлорофилла, белки цепи переноса электронов и особые ферменты – АТФ-синтетазы. Фотосинтез
Световая фаза фотосинтеза Под действием энергии кванта света электроны хлорофилла возбуждаются, покидают молекулу и попадают на внешнюю сторону мембраны тилакоида, которая в итоге заряжается отрицательно.
Световая фаза фотосинтеза Окисленные молекулы хлорофилла восстанавливаются, разлагая воду – отбирая электроны у водорода воды с помощью особого фермента, связанного с фотосистемой-2. Кислород при этом удаляется во внешнюю среду, а протоны накапливаются в «протонном резервуаре».
Когда разность потенциалов между наружной и внутренней сторонами мембраны тилакоида достигает 200 мВ, срабатывает фермент АТФ- синтетаза, протоны проталкиваются через его канал и происходит фосфорилирование АДФ до АТФ, а атомарный водород идет на восстановление специфического переносчика НАДФ + до НАДФ·Н 2.
Темновая фаза Темновая фаза протекает в другое время и в другом месте – в строме хлоропласта. Для ее реакций не нужна энергия света. Происходит фиксация углекислого газа, содержащегося в воздухе, причем акцептором углекислого газа является пятиуглеродный сахар рибулозобисфосфат.
Темновая фаза Мелвин Кальвин, лауреат Нобелевской премии, показал, как происходит образование углеводов в темновую фазу фотосинтеза. Происходит поглощение СО 2 и карбоксилирование пятиуглеродного сахара рибулозобисфосфата с образованием 6-углеродного соединения.
Темновая фаза Затем происходит цикл реакций Кальвина, в которых через ряд промежуточных продуктов происходит образование глюкозы.
фазасветоваятемновая место протекания реакций в хлоропластах на мембранах тилакоидов в строме хлоропластов начальные продукты Н 2 О, АДФ, хлорофилл, энергия света СО 2, рибулозобисфосфат, АТФ; НАДФ·Н 2 суть процессафотолиз воды, фосфорилирование карбоксилирование, гидрирование, дефосфорилирование конечные продукты О 2; АТФ; НАДФ·Н 2 С 6 Н 12 О 6 Проверь правильность заполнения таблицы
Домашнее задание Подготовь сообщение «История открытия фотосинтеза» или Карточки «Фазы фотосинтеза» или Заполни таблицу Сравнительная характеристика процессов дыхания и фотосинтеза Заполни таблицу Сравнительная характеристика процессов дыхания и фотосинтеза Реши задачу. За сутки один человек массой в 60 кг при дыхании потребляет в среднем 30 л кислорода (из расчета 200 см 3 на 1 кг массы в 1 ч). Одно 25-летнее дерево – тополь – в процессе фотосинтеза за 5 весенне-летних месяцев поглощает около 42 кг углекислого газа. Определите, сколько таких деревьев обеспечат кислородом одного человека. Реши задачу. За сутки один человек массой в 60 кг при дыхании потребляет в среднем 30 л кислорода (из расчета 200 см 3 на 1 кг массы в 1 ч). Одно 25-летнее дерево – тополь – в процессе фотосинтеза за 5 весенне-летних месяцев поглощает около 42 кг углекислого газа. Определите, сколько таких деревьев обеспечат кислородом одного человека. или
