Фотосинтез. Питание

Содержание

Слайд 2

Питание Это процесс поглощения организмом из внешней среды веществ и использование

Питание

Это процесс поглощения организмом из внешней среды веществ и использование

их для построения своего тела, роста, развития и других жизненных процессов.
Слайд 3

Питание автотрофное гетеротрофное миксотрофное

Питание

автотрофное

гетеротрофное

миксотрофное

Слайд 4

Питание растений Воздушное (фотосинтез) Минеральное (почвенное)

Питание растений

Воздушное (фотосинтез)

Минеральное (почвенное)

Слайд 5

Фотосинтез («фото»-свет, «синтез»-образование) - это процесс образования органических веществ из воды

Фотосинтез («фото»-свет, «синтез»-образование)

- это процесс образования органических веществ из воды и

углекислого газа под действием солнечного света
Слайд 6

Фотосинтез - это процесс превращения энергии солнечного света в энергию химических

Фотосинтез

- это процесс превращения энергии солнечного света в энергию химических

связей, протекающих в зелёных листьях растений.
- это синтез органических соединений, идущий за счёт световой энергии и сопровождающийся фотолизом воды.
- это процесс синтеза углеводов из неорганических веществ за счёт энергии света.
Слайд 7

История открытия фотосинтеза Ян ван Гельмонт Бельгийский учёный 1600 год Поставил

История открытия фотосинтеза

Ян ван Гельмонт
Бельгийский учёный
1600 год
Поставил первый физиологический эксперимент, связанный

с изучением питания растений.
Слайд 8

История открытия фотосинтеза Джозеф Пристли Английский химик 1771 год. Установил, что

История открытия фотосинтеза

Джозеф Пристли
Английский химик
1771 год. Установил, что зелёные растения способны

осуществлять реакции, противоположные дыхательным процессам.
Слайд 9

Опыт Джозефа Пристли

Опыт Джозефа Пристли

Слайд 10

История открытия фотосинтеза Ян Ингенхауз Голландский врач 1779 год Обнаружил, что

История открытия фотосинтеза

Ян Ингенхауз
Голландский врач
1779 год
Обнаружил, что растения выделяют кислород лишь

в присутствии солнечного света и что только зелёные части обеспечивают выделение кислорода.
Слайд 11

История открытия фотосинтеза Жан Сенебье Швейцарский физиолог растений 1782 год Экспериментально

История открытия фотосинтеза

Жан Сенебье
Швейцарский физиолог растений
1782 год
Экспериментально доказал, что все соединения

углерода в растениях образуются из углекислого газа.
Слайд 12

Юлиус Сакс 1864 год, доказал, что соотношение объёмов поглощаемого углекислого газа

Юлиус Сакс

1864 год, доказал, что соотношение объёмов поглощаемого углекислого газа

и выделяемого кислорода – 1:1.
Продемонстрировал образование зёрен крахмала при фотосинтезе.
Слайд 13

Слайд 14

Слайд 15

Слайд 16

Устьица Через устьица происходит газообмен

Устьица

Через устьица происходит газообмен

Слайд 17

Растительная клетка

Растительная клетка

Слайд 18

Хлоропласты

Хлоропласты

Слайд 19

Хлоропласты под микроскопом

Хлоропласты под микроскопом

Слайд 20

Хроматофор Хроматофоры могут иметь различную форму: спиральную (у спирогиры), в виде

Хроматофор

Хроматофоры могут иметь различную форму: спиральную (у спирогиры), в виде

незамкнутого кольца (у улотрикса), подковообразную (у хламидомонады).
Слайд 21

Строение хлоропласта

Строение хлоропласта

Слайд 22

Строение хлоропласта

Строение хлоропласта

Слайд 23

Хлоропласты Цвет зависит от наличия хлорофилла По 40-60 хлоропластов в клетке

Хлоропласты

Цвет зависит от наличия хлорофилла
По 40-60 хлоропластов в клетке
Форма

овальная
Две мембраны – внутренняя и наружная
Внутренняя образует тилакоиды
Тилакоиды лежат друг на друге, образуя граны
Хлорофилл находится в мембранах тилакоидов
В строме лежат рибосомы, ДНК, РНК
Участвуют в поглощении световой энергии
Слайд 24

Приспособления листьев к лучшему усвоению света

Приспособления листьев к лучшему усвоению света

Слайд 25

Слайд 26

Слайд 27

Слайд 28

Слайд 29

Слайд 30

Слайд 31

Приспособленность листьев к лучшему усвоению света Прикорневые розетки Гелиотропизм Листовая мозаика

Приспособленность листьев к лучшему усвоению света

Прикорневые розетки
Гелиотропизм
Листовая мозаика
Черешок, стебель выносят листья

к свету
Плоская поверхность листа
Прозрачность клеток кожицы
Слайд 32

Слайд 33

Слайд 34

Молекула хлорофилла Основой является порфириновое кольцо, в котором четыре пиррольных гетероцикла соединены между собой.

Молекула хлорофилла

Основой является порфириновое кольцо, в котором четыре пиррольных гетероцикла соединены

между собой.
Слайд 35

Молекула хлорофилла Длинная боковая гидрофобная цепь (С20Н39) служит не только для

Молекула хлорофилла

Длинная боковая гидрофобная цепь (С20Н39) служит не только для закрепления

молекулы хлорофилла в липидном слое мембраны тилакоида, но и для придания ей определённой ориентации.
Слайд 36

Пигменты фотосистем Хлорофиллы 4 (а+ab+ac+ad) Открыт пятый хлорофилл ae В каждом

Пигменты фотосистем

Хлорофиллы 4 (а+ab+ac+ad)
Открыт пятый хлорофилл ae
В каждом растительном организме

не менее двух типов хлорофиллов
Каратиноиды
Фикобелины
Слайд 37

Хлорофилл а – реакционный центр; использует поглощённую энергию в фотохимических реакциях

Хлорофилл а – реакционный центр; использует поглощённую энергию в фотохимических реакциях
250

– 400 молекул различных пигментов (антенные); поглощают кванты света
Первой включается фотосистема II затем фотосистема I
Обе фотосистемы работают синхронно и непрерывно
Значение: улавливают любую энергию света
Слайд 38

Фотосистемы Фотосистема I Реакционный центр этой фотосистемы образован специфичной молекулой хлорофилла

Фотосистемы

Фотосистема I
Реакционный центр этой фотосистемы образован специфичной молекулой хлорофилла а и

обозначается Р700
Р – это пигмент
700 – это длина волны

Фотосистема II
Реакционный центр этой фотосистемы образован тоже хлорофиллом а и обозначается Р680

Слайд 39

Слайд 40

Световые реакции Свет, попадая на молекулы хлорофилла, которые находятся в мембранах

Световые реакции

Свет, попадая на молекулы хлорофилла, которые находятся в мембранах тилакоидов

гран, приводит их в возбуждённое состояние. В результате этого электроны сходят со своих орбит и переносятся с помощью переносчиков за пределы мембраны тилакоида, где и накапливаются, создавая отрицательно заряженное электрическое поле.
Слайд 41

Слайд 42

Слайд 43

Слайд 44

Световые реакции 2. Место вышедших электронов в молекулах хлорофилла занимают электроны

Световые реакции

2. Место вышедших электронов в молекулах хлорофилла занимают электроны воды,

так как вода под действием света подвергается фоторазложению (фотолизу):
Н2О ОН- + Н+; ОН- _ е ОН0
Гидроксилы ОН-, став радикалами ОН0, объединяются: 4ОН0 2Н2О +О2 , образуя воду и свободный кислород, который выделяется в атмосферу.
Слайд 45

Слайд 46

Световые реакции 3. Протоны Н+ не проникают через мембрану тилакоида и

Световые реакции

3. Протоны Н+ не проникают через мембрану тилакоида и накапливаются

внутри, образуя положительно заряженное электрическое поле, что приводит к увеличению разности потенциалов по обе стороны мембраны.
Слайд 47

Световые реакции 4. При достижении критической разности потенциалов (200мВ) протоны Н+

Световые реакции

4. При достижении критической разности потенциалов (200мВ) протоны Н+ устремляются

по протонному каналу в ферменте АТФ-синтетаза, встроенному в мембрану тилакоида, наружу.
На выходе из протонного канала создаётся высокий уровень энергии, которая идет на синтез АТФ (АДФ + Ф АТФ). Образовавшиеся молекулы АТФ переходят в строму, где участвуют в реакциях фиксации углерода.
Слайд 48

Слайд 49

Световые реакции 5. Протоны Н+, вышедшие на поверхность мембраны тилакоида, соединяются

Световые реакции

5. Протоны Н+, вышедшие на поверхность мембраны тилакоида, соединяются с

е , образуя атомарный водород Н, который идёт на восстановление переносчика НАДФ+: 2е + Н+ + НАДФ+ НАДФ Н (переносчик с присоединённым водородом; восстановленный переносчик).
Слайд 50

Слайд 51

Вывод: Таким образом, активированный световой энергией электрон хлорофилла используется для присоединения

Вывод:

Таким образом, активированный световой энергией электрон хлорофилла используется для присоединения водорода

к переносчику. НАДФ Н переходит в строму хлоропласта, где участвует в реакциях фиксации углерода.
Слайд 52

Слайд 53

Темновые реакции Осуществляются в строме хлоропласта, куда поступают АТФ, НАДФ Н

Темновые реакции

Осуществляются в строме хлоропласта, куда поступают АТФ, НАДФ Н от

тилакоидов гран и СО2 из воздуха. Кроме того, там постоянно находятся пятиуглеродные соединения – пентозы С5, которые образуются в цикле Кальвина (цикле фиксации углекислого газа). Упрощённо этот цикл можно представить следующим образом:
Слайд 54

Темновые реакции 1. К пентозе С5 присоединяется СО2, в результате чего

Темновые реакции

1. К пентозе С5 присоединяется СО2, в результате чего появляется

нестойкое шестиуглеродное соединение С6, которое расщепляется на две трёхуглеродные группы 2С3 – триозы.
Слайд 55

Слайд 56

Темновые реакции 2. Каждая из триоз 2С3 принимает по одной фосфатной

Темновые реакции

2. Каждая из триоз 2С3 принимает по одной фосфатной группе

от двух АТФ, что обогащает молекулы энергией.
3. Каждая из триоз 2С3 принимает по одному атому водорода от двух НАДФ Н.
4. После чего одни триозы объединяются, образуя углеводы 2С3 С6 С6Н12О6(глюкоза).
5. Другие триозы объединяются, образуя пентозы 5С3 3С5, и вновь включаются в цикл
фиксации углекислого газа.
Слайд 57

Слайд 58

Слайд 59

Слайд 60

Слайд 61

Слайд 62

Слайд 63

Слайд 64

Слайд 65

Слайд 66

Значение зелёных растений Ежегодно образуется 150 млрд. тонн орг. в-в Ежегодно

Значение зелёных растений

Ежегодно образуется 150 млрд. тонн орг. в-в
Ежегодно выделяют в

атмосферу около 200 млрд. тонн свободного кислорода.
Слайд 67

Слайд 68

Учёные: В изучение процесса фотосинтеза, раскрытие его механизма большой вклад внесли

Учёные:

В изучение процесса фотосинтеза, раскрытие его механизма большой вклад внесли русский

учёный К.А.Тимирязев, американский М.Кальвин, австралийские М.Д.Хетч и К.Р.Слек, а также белорусские учёные академики Т.Н.Годнев и А.А.Шлык.
Слайд 69

Тимирязев Климент Аркадьевич 1843 - 1920

Тимирязев Климент Аркадьевич 1843 - 1920

Слайд 70

Космическая роль зелёных растений «Хлорофилловое зерно – это та точка, тот

Космическая роль зелёных растений

«Хлорофилловое зерно – это та точка, тот

фокус в мировом пространстве, в котором живая сила солнечного луча переходит в химическое напряжение…»
К.А. Тимирязев.
Слайд 71

Значение фотосинтеза Весь имеющийся в атмосфере кислород (при условии, что его

Значение фотосинтеза

Весь имеющийся в атмосфере кислород (при условии, что его образование

прекратилось) может быть израсходован, приблизительно за 100 лет.
Годовая потребность одного человека в кислороде обеспечивается фотосинтезом 10-12 деревьев среднего возраста.
Слайд 72

Один реактивный лайнер за время трансконтинентального полёта использует до 50 млн.

Один реактивный лайнер за время трансконтинентального полёта использует до 50 млн.

л кислорода – суточную потребность100 000 человек
Слайд 73

Фотосинтез – управляемый процесс Улучшение освещённости растений Достаточное снабжение их водой

Фотосинтез – управляемый процесс

Улучшение освещённости растений
Достаточное снабжение их водой и минеральными

веществами
Поддерживание в теплицах и парниках нужной температуры
Поддерживание нужной концентрации углекислого газа в воздухе теплиц.
Слайд 74

Слайд 75

КПД фотосинтеза равен 1% в расчете на поглощённую световую энергию

КПД фотосинтеза равен 1% в расчете на поглощённую световую энергию