Презентація "Фотосинтез"

ЗНАЧЕННЯ ФОТОСИНТЕЗУ

Фотосинтез. Фотоси́нтез (від грец. φωτο- — світло та грец. σύνθεσις — синтез, сукупність) — процес синтезу органічних сполук з вуглекислого газу та води з використанням енергії світла й за участю фотосинтетичних пігментів: (хлорофіл у рослин, хлорофіл, бактеріохлорофіл і бактеріородопсин у бактерій), часто з виділенням кисню як побічного продукту. Фотосинтез – єдиний процес у біосфері, який призводить до засвоєння енергії Сонця і забезпечує існування як рослин, так і всіх гетеротрофних організмів.

Фотосинтез. Узагальнене рівняння фотосинтезу має вигляд:6 СО2 + 6 Н2 О =С6 Н12 О6 + 6 О2 +Е

Фотосинтез. Розрізняють типи фотосинтезу:-оксигенний ;-аноксигенний;Оксигенний найбільш поширений, його здійснюють рослини, ціанобактерії і прохлорофіти. Аноксигенний фотосинтез проходить у пурпурних, деяких зелених бактеріях та геліобактеріях.

Фотосинтез. Виділяють три етапи фотосинтезу: Фотофізичний;Фотохімічний;Хімічний. На першому етапі відбувається поглинання фотонів світла пігментами, їх перехід в збуджений стан і передача енергії до інших молекул фотосистеми. На другому етапі відбувається розділення зарядів в реакційному центрі, перенесення електронів по фотосинтетичному електронотранспортному ланцюзі, що закінчується синтезом АТФ і НАДФН.

Фотосинтез. Процес фотосинтезу включає в себе дві стадії: Отримання водню ( фотоліз ) - при цьому кисень виділяється як побічний продукт реакції ;- Отримання глюкози (відновлення)

Фотосинтез:світлова фаза. Перша стадія фотосинтезу протікає на світлі. У ході першої стадії з АДФ( аденозиндифосфату) і фосфату синтезується АТФ( аденозинтрифосфат) , а НАДФ( нікотинамідаденіндінуклеотидфосфат ) відновлюється до НАДФ ∙ H2 . Синтез АТФ за рахунок енергії світлових квантів називається фотофосфорилування . Кисень як побічний продукт реакції виділяється тільки під час нециклічного процесу.

Фотосинтез:темнова фаза. Для реакцій у другій стадії світло не потрібне . Відновлення CO2 відбувається за рахунок енергії АТФ і накопиченого НАДФ ∙ H2 . Такий процес отримав назву C3- фотосинтезу. Наступний цикл реакцій (цикл Кальвіна ) призводить до утворення з ФГК цукру ( наприклад , глюкози) , а також ресинтезу рібулозобісфосфата . У деяких рослин (наприклад , цукрового очерету , сої) спостерігається так званий C4- фотосинтез , в реакціях якого CO2 , відновлюючись , включається до складу органічних кислот , що мають чотири атома вуглецю ( наприклад , яблучної ) .

При CAM-фотосинтезі (Crassulaceae acid metabolism) відбувається розділення асиміляції CO2 і циклу Кальвіна не в просторі, як у С4, а в часі. Вночі у вакуолях клітин по аналогічному описаному вище механізму при відкритих продихах накопичується малат, вдень при закритих продихах йде цикл Кальвіна. Цей механізм дозволяє максимально економити воду, проте поступається в ефективності і С4, і С3. Він виправданий при стрестолерантній життєвій стратегії.

Аноксигенний фотосинтез властивий деяким бактеріям та археям (наприклад, пурпурним, деяким зеленим бактеріям та геліобактеріям тощо). Ці організми не використовують воду як відновник, тому кисень (O2) не є побічним продуктом синтезу. Замість води використовуються як сірководень (H2 S) або йони двовалентного заліза (Fe++), унаслідок чого на виході виникають елементарна сірка (S) і тривалентні іони заліза (Fe+++), відповідно, або молекулярний водень (H2). Наприклад, фотосинтез з використанням H2 S як відновника проходить такі стадії: CO2 + 2 H2 S → (CH2 O) + 2 S + H2 OТут першим продуктом фотосинтезу виступає фіктивна хімічна сполука CH2 O.

Значення фотосинтезу1. Фотосинтез є основним джерелом біологічної енергії, фотосинтезуючі автотрофи використовують її для утворення органічних речовин з неорганічних, гетеротрофи існують за рахунок енергії хімічних зв'язків, запасеної автотрофами, вивільняючи її в процесах аеробного та анаеробного дихання. Енергія, отримувана людством при спалюванні викопного палива (вугілля, нафта, природний газ, торф), також є запасеною в процесі фотосинтезу.2. Фотосинтез є головним методом залучення неорганічного вуглецю в біологічний цикл. Весь кисень атмосфери біогенного походження є побічним продуктом фотосинтезу. Формування кисневої атмосфери повністю змінило стан земної поверхні, зробило можливою появу дихання, а надалі, після утворення озонового шару, дозволило життю вийти на сушу.

Значення фотосинтезу3. Утворення озонового шару,а це можливість виходу життя на сушу.4. Утворення сучасної кисневої атмосфери.5. Утворення органічних речовин,які є їжею для всіх організмів на планеті.6. Підтримання життя на планеті Земля.7. Утворення кисню.

Цікаві факти про фотосинтез. Не тільки рослини можуть здійснювати процес фотосинтезу. Морський слизень Elysia chlorotica живе за рахунок глюкози, одержуваної від хлоропластів водорості Vaucheria litorea. Слизень домагається цього, асимілюючи ці хлоропласти в клітини травного тракту. Після цього починається процес фотосинтезу - геном слимака кодує білки, необхідні хлоропластам для цього процесу, а натомість отримує синтезируемую глюкозу. Більше половини кисню в світі синтезується фітопланктоном у світовому океані і лише близько 30% кисню виробляється в тропічних лісах. На узбережжі Атлантичного океану в Африці живе неймовірна рослина Вельвічія (Welwitschia mirabilis), яка має для фотосинтезу всього два листки та попри це вік деяких сучасних особин сягає двох тисяч років.

Фотосинтез. Датою відкриття процесу фотосинтезу можна вважати 1771 Англійський вчений Дж. Прістлі звернув увагу на зміну складу повітря внаслідок життєдіяльності тварин. Велике значення для розкриття сутності фотосинтезу мав закон збереження енергії , сформульований Р. Майєром. У 1845 р.