Фотосинтез презентация

Содержание

Ознакомление Фотосинтез-процесс превращения солнечной энергии в химическую Фотосинтез – кормит всю живую планеты, прямым или косвенным способом Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings

Слайд 1Глава 10
Фотосинтез


Слайд 2Ознакомление
Фотосинтез-процесс превращения солнечной энергии в химическую
Фотосинтез – кормит всю живую планеты,

прямым или косвенным способом

Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 3Автотрофы поддерживать себя без потребления органических веществ полученных от других организмов
Автотрофы

являются производителями биосферы, которые получяют органические молекулы из CO2 и других неорганических молекул
Почти все растения являются фотоавтотрофами, используя энергию солнечного света для получения органических молекул из Н2О и СО2

Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 4Fig. 10-1


Слайд 5Фотосинтез происходит в растениях, водорослях, некоторых других простейших и некоторых прокариот
Эти

организмы питают не только себя, но и большую часть живого мира

BioFlix: Photosynthesis

Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 6Fig. 10-2
(a) Растения
(c) Одноклеточные протисты
10 µm
1.5 µm
40 µm
(d) Цианобактерии
(e) Серо-бактерий
(b) Многоклеточные

водоросли

Слайд 7Гетеротрофы получают органические вещества из других организмов
Гетеротрофы являются потребителями биосферы
Почти все

гетеротрофы, включая человека, зависят от фотоавтотрофов которые в свою очередь являются источником питания и О2

Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 8Концепция 10.1: Фотосинтез преобразует световую энергию в химическую энергию пищи
Хлоропласты, структурно

похож на и, вероятно, произошли от фотосинтезирующих бактерий
Структурная организация этих клеток позволяет химические реакций фотосинтеза


Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 9Хлоропласты - сайт фотосинтеза растении
Листья - основное место для фотосинтеза
Их зеленый

цвет исходит из хлорофилла, зеленого пигмента в хлоропластах
Световая энергия поглощаемая хлорофиллом позволяет синтез органических молекул в хлоропластах
СО2 поступает и О2 выходит с листьев через микроскопические поры на листьях называемых устьицами

Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 10Хлоропласты находятся в основном в клетках мезофилла, во внутренней ткани листа
Типичная

клетка мезофилла имеет 30-40 хлоропластов
Хлорофилл находятся на мембранах тилакоидов (связанные мешочки в хлоропластах); тилакоиды может быть сложены в колонки называемые гранами
Хлоропласты содержат строму, плотную жидкость

Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 11Fig. 10-3
Поперечный срез листа
Сосуд
Кстьица
CO2
O2


Хлоропласт
Клетки мезофилла
Внешняя мембрана
Межмембранное пространство
5 микрометров
Внутренняя мембрана
Тилакоидное пространство
Тилакоид

Грана

Строма




1 µm
Мезофиллл


Слайд 12Фотосинтез можно резюмировать следующим уравнением:
6 CO2 + 12 H2O + энергия

света → C6H12O6 + 6 O2 + 6 H2O

Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 13Расщепление воды
Хлоропласты расщипляют H2O на водород и кислород, и включают электроны

водорода в молекулы сахара

Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 14Реактанты:
Fig. 10-4
6 CO2
Продукт:
12 H2O
6 O2
6 H2O
C6H12O6


Слайд 15Фотосинтез-окислительно-восстановительная реакция
Фотосинтез является окислительно восстановительной реакцией где Н2О окисляется и СО2

восстанавливается

Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 16Две фазы фотосинтеза
Фотосинтез состоит из световой и темновой фазы
Световая фаза (в

тилакоидах):
Расщипление H2O
Высвобождение O2
Восстановление НАДФ+ в НАДФН
Ситез AТФ из AДФ путем фотофосфорилирования

Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 17Цикл Кальвина (в строме) образует сахар из CO2, используя AТФ и

НАДФН
Цикл Кальвина начинает ся с фиксацией СО2 которая затем вкючается в состав орнанических молекул

Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 18Свет
Fig. 10-5-4
H2O
Хлоропласт
Световая фаза
НАДФ+
Ф
AДФ
i
+
AТФ
НАДФН
O2
Цикл Кальвина
CO2
[CH2O]
(сахар)


Слайд 19Концепция 10.2: Световая фаза превращяет солнечную энергию в химическую энергию ATФ

и НАДФН

Хлоропласты являются солнечными батареями растении
Тилакоиды превращяют энергию света в химическую энергию ATФ и НАДФН

Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 20Природа света
Свет является формой электромагнитной энергии, которая также называется электромагнитное излучение
Как

и другие электромагнитной энергии, свет проходит по ритмичным волнам
Длина волны является расстояние между гребнями волн
Длина волны определяет тип электромагнитной энергии

Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 21Электромагнитный спектр это - весь спектр электромагнитной энергии, или излучения
Видимый свет

состоит из длин волн (в том числе те, которые зажигают фотосинтез), которые производят цвета, которые мы можем видеть
Свет ведет себя так, как будто оно состоит из дискретных частиц, называемых фотонами


Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 22УФ
Fig. 10-6
Видимый свет
Инфракрасные
Микроволны
Радио лучи
X-лучи
Гамма лучи
103 м
1 м
(109 нм)
106 нм
103 нм
1 нм
10–3нм
10–5

нм

380

450

500

550

600

650

700

750 nm

Длинные волны

Меньше энергии

Юольше энергии

Короткие волны


Слайд 23Фотосинтетические пигменты:световые рецепторы
Пигменты - молекулы, которые поглощают видимый свет
Различные пигменты поглощают

различные длины волн
Длины волн, которые не поглощаются отражаются или передаются
Листья являются зелеными, потому что хлорофилл отражает и передает зеленый свет

Animation: Light and Pigments

Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 24Fig. 10-7
Отраженный свет
Поглощенный свет
Свет
Хлоропласт
Прошедшии свет
Грана


Слайд 25
Fig. 10-9
Длина волны в (нм)
(b) Спектр действия
(a) Спектр поглощения
(c) Эксперимент

Энгельмана

Aerobic bacteria

Результат

Скорость фотосинтеза
(измерен в поглощении О2)


Поглощение света хлоропластами

Filament
of alga

Chloro-
phyll a

Хлорофилл b

Каратеноиды

500

400

600

700

700

600

500

400


Слайд 26Хлорофилл является основным пигментом фотосинтеза
Вспомогательные пигменты, такие как хлорофилл b, расшириют

спектр, используемый для фотосинтеза
Вспомогательные пигменты - каротиноиды, поглощают излишек света, которые могут повредить хлорофилл

Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 27Fig. 10-10
Порфириновое кольцо:
свето-поглощяющая головка молекулы;
магнии находится по середине молекулы
в хлорофилле a
CH3
Углеводородный

хвост:
взаимодеиствует с гидрофобными участками белков на мембране тилакоидов; атомы водорода не показаны

CHO

в хлорофилле b



Слайд 28Возбуждение хлорофилла энергией света
Когда пигмент поглощает свет, он идет из не

возбужденного состояния в возбужденное состояние, которое является неустойчивым
Когда возбужденные электроны попадают обратно в не возбужденное состояние, фотоны выделяется, послесвечение называется флуоресценции
Светящийся хлорофилл высвечивается, испуская свет и тепло

Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 29Fig. 10-11
(a) Возбуждение молекулы хлорофилла
Тепло
Возбужденное состояние
(b) Флоуресценция
Фотон
Не возбужденное состояние
Фотон
(флуоресценция)
Энергия электрона
e–
Хлорофилл


Слайд 30Фотосистема: Комплекс центра реакции связанный со свето-собирательным комплексом
Фотосистема состоит из реакционного

центра (вид белкового комплекса) окруженная свето-собирательным комплексом
Свето-собирательный комплекс (пигменты прикрепленные к белкам) наводят энергию фотонов на реакцонный центр

Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 31Первичный акцептор электронов в реакционном центре принимает возбужденный электрон от хлорофилла

а
Перенос электрона от хлорофилла а на первичный акцептор электронов является первым шагом световой реакций

Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 32Fig. 10-12
Тилакоидное пространство

Строма
e–
Пигментные молекулы
Фотон
перенос энергии
Пара молекул хлорофилла а
тилакоидная мембрана
Фотосистема
Primary
electron
acceptor
Реакционный

комплекс

Свето-собирательный комплекс




Слайд 33Есть два типа фотосистем в тилакоидной мембраны
Фотосистема II функционирует (PS II)

первой (цифры отражают порядок открытия фотосистем) и лучше поглощает длину волны 680 нм
Реакционный центр хлорофилла ФС II называется Р680

Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 34Фотосистемы I (ФС I), лучше поглощает длину волны 700 нм
Реакционный центр

хлорофилла ФС I называется P700

Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 35Linear Electron Flow
Существует 2 пути движение электронов в световой фазе: циклическая

и нециклическая
Нециклический путь, основной путь, который проходит через обе фотосистемы и в резултате образует АТФ и НАДФН

Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 36Пигментные молекулы
Свет
P680
e–

2

1
Fig. 10-13-1
Фотосистема II
(ФС II)
Первичный акцептор
Фотон ударяется об пигменты и его

энергия передается по пигментам пока она не возбудит электрон P680
Возбужденный электрон Р680 затем переносится на первичный акцептор


Слайд 37Пигментные молекулы
Свет
P680
e–
Первичный акцептор

2

1
e–
e–
2 H+
O2
+

3
H2O
1/2
Fig. 10-13-2
Фотосистема II
(ФС II)
P680+ (P680 которая потеряла электрон)

преврящается в очень сильный окислитель
H2O расщипляется ферменом, и электрон волорода переносится на P680+, который затем восстанавлявается до P680 обратно.
O2 высвобождается как конечный продукт данной реакции


Слайд 38Затем электрон от первичного акцептора переносится по белкам электронно транспортной цепи(на

мембране тилакоида) к Фотосистеме I (ФСI)
Энергия которая высвобождаемая при переносе электронов по ЭТЦ используется для закачивания протонов (Н+) во внутрь тилакойдов.
В результате созданного градиента Н+, протон диффундирует по градиенту обратно в строму через АТФ синтетазу, образуя АТФ

Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 39Пигментные молекулы
Свет
P680
e–
Первичный акцептор

2

1
e–
e–
2 H+
O2
+

3
H2O
1/2

4
Пх
Пц
Комплекс цитохромов
ЭТЦ

5
АТФ
Fig. 10-13-3
Фотосистема II
(PS II)
Затем электрон от первичного

акцептора переносится по белкам электронно транспортной цепи(на мембране тилакоида) к Фотосистеме I (ФСI)
Энергия которая высвобождаемая при переносе электронов по ЭТЦ используется для закачивания протонов (Н+) во внутрь тилакойдов.
В результате созданного градиента Н+, протон диффундирует по градиенту обратно в строму через АТФ синтетазу, образуя АТФ

Слайд 40Свет попавшии на ФС I так же возбуждает электрон P700 и

переносит его на первичный акцептор
Образовавшаяся дыра от электрона в P700+ заполняется электроном идущей от ФС II.

Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 41Пигментные молекулы
свет
P680
e–
первичный акцептор

2

1
e–
e–
2 H+
O2
+

3
H2O
1/2

4
Пх
Пц
Комплекс цитохрома
ЭТЦ

5
ATФ
ФотосистемаI
(ФС I)
Свет
Первичный акцептор
e–
P700

6
Fig. 10-13-4
Фотосистема II
(ФС II)


Слайд 42Электро от первичного акцептора Р700 переносится по ЭТЦ к белковому комплексу,

ферродоксину (Фд)
Этот жлектрон затем используется для восстановления НАДФ+ до НАДФН
Электрон в составе НАДФН затем используется для реакции в цикле Кальвина

Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 43Pigment
molecules
Light
P680
e–
Primary
acceptor

2

1
e–
e–
2 H+
O2
+

3
H2O
1/2

4
Pq
Pc
Cytochrome
complex
Electron transport chain

5
ATP
Photosystem I
(PS I)
Свет
Первичный акцептор
e–
P700

6
Фд
ЭТЦ
НАДФ+ редуктаза
НАДФ++
+ H+

НАДФН


8

7
e–
e–

6
Fig. 10-13-5
Photosystem II
(PS

II)

Слайд 44Cyclic Electron Flow
Циклическая фотосистема только использует ФС I и образует только

АТФ
Этим самым нужда в АТФ может заполниться для дальнейшего использования в цикле Кальвина

Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 45Fig. 10-15
АТФ
Photosystem II
Фотосистема I
Primary
acceptor
Пц
Комплекс цитохрома
Fd
Пц
Первичный акцептор
Фд
НАДФ+ редуктаза
НАДФН
НАДФ+
Н+


Слайд 46Некоторые организмы как серные бактерий имеют только ФС I
Есть гипотеза что

циклический путь был развит первее у организмов в процессе эволюции
Циклический путь мог уберечь организмы от вреда наносимого от света

Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 47Fig. 10-16
Элементы
Митохондрия
Хлоропласт
Структура хлоропласта
Структура митохондрии
Межмембранное пространсвто
Внутренняя мембрана
ЭТЦ
H+
Диффузия
Матрикс
Больше [H+]
Меньше [H+]
Строма
АТФ синтетаза
AДФ +

Ф

i

H+

ATP

Тилакоидное пространсвто

Тилакоидная мембрана




Слайд 48АТФ и НАДФН образуются на стороне стромы которые затем используются в

цикле Кальвина
В кратце световая фаза синтезирует АТФ увеличивая потенциальную энергию электрона в процессе переноса от Н2О к НАДФН

Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 49

Fig. 10-17
Свет
Фд
Комплекс цитохрома
AДФ
+
i
H+
АТФ
Ф
АТФ
синтетаза
к циклу
Кальвина
строма
(lнизкая концентрация Н+)
Тилакоидная мембрана
Тилакоидное пространсвто
(высокая концентрация

Н+)

Строма
(низкая концентрация Н+

Фотосистема II

Фотосистема I

4 H+

4 H+

Пх

Пц

Свет

НАДФ
редуктаза

НАДФ+ + H+

НАДФН

+2 H+

H2O

O2

e–

e–

1/2

1


2

3


Слайд 50Концепция 10.3: Цикл Кальвина использует АТФ и НАДФН чтобы синтезировать сахар
Цикл

Кальвина, как в цикле лимонной кислоты, восстанавливает его исходный материал после как молекулы входят и выходят из цикла
Цикл строит сахар из небольших молекул с помощью АТФ и уменьшения мощности электронов осуществляется с помощью НАДФН

Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 51Углерод входит в цикл в виде CO2 и выходит в виде

сахара глицеральдегид-3-фосфата (Г3Ф)
Для синтеза 1 молекулы Г3Ф, цикл должен пройти 3 раза, и фиксировать 3 молекулы CO2
Цикл Кальвина состоит из трех фаз:
Фиксация углерода (катализируется РУБИСКО( рибулоза-бисфосфат карбоксилаза)
Восстановления
Регенерация акцептора CO2 (РиБФ)

Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., ishing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 52Fig. 10-18-3
Рибулоза-бисфосфат
(РиБФ)
3-Фосфоглицерат
Промежуточный продукт
Фаза 1: Фиксация СО2
(Заходит по одной)
Рубиско
Вход
CO2
P
3
6
3
3
P
P
P
P
АТФ
6
6 AДФ
P
P
6
1,3-Бисфосфоглицерат
6
P
P
6
6
6 НАДФ
НАДФН
i
Фаза

2:
Восстановления

Глицеральдегид-3-фосфат
(Г3Ф)

1

P

Г3Ф
(сахар)

Глюкоза и другие органические продукты

Цикл Кальвина

3

3 AДФ

AТФ

5

P

Фаза 3:
Регенерация акцептора СО2

Г3Ф

Выход


Слайд 53Concept 10.4: Альтернативные способы фиксации СО2 в сухих и жарких климатах
Обезвоживание

растений иногда ставит растения перед выбором осуществления фотосинтеза. ( так как в фотосинтезе используется вода)
В жарких климатических условиях устьица растений закрываются для сохранения больше воды и фотосинтез также уменьшается
Закрывание устьиц прекращает вход СО2 в растении и прриводит к накоплению О2 внутри.
Этот процесс благоприятно действует на процесс фотодыхания

Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 54Фотодыхание
Во многих растениях(C3 plants), фиксация СО2 через Рубиско образует трех углеродные

соединения
В процессе фотодыхания,Рубиско включает O2 вместо CO2 в цикл Кальвина
Фотодыхание употребляет O2 органические соединения и образует CO2 без образования АТФ и сахара

Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 55Фотодыхание может быть эволюционным реликтом, потому что Rubisco впервые появились в

то время, когда атмосфера была гораздо меньше O2 и больше СО2,
Фотодыхание ограничивает пагубные продукты световых реакций, которые строят в отсутствие цикла Кальвина
У многих растений, фотодыхание является проблемой, потому что в жаркий, сухой день может истощить целых 50% от углерода, фиксируемого циклом Кальвина

Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 56C4 Растения
C4-растени минимизировать эффект фотодыхания путем включения CO2 в четырех углеродных

соединений в клетках мезофилла
Этот шаг требует фермент ФЕП-карбоксилазы
ФЕП карбоксилазы имеет высокое сродство к СО2, чем RUBISCO ; он может фиксировать СО2 даже при низких концентрации CO2
Эти четырех углеродное соединение экспортируется в клетки обкладки, где они высвобождают CO2, который затем используется в цикле Кальвина

Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 57Fig. 10-19
C4 анатомия листа
клетки мезофилла
Фотосинтетические клетки С4 растений
клетки обкладки
сосуды



Устьице
C4 путь
Клетки

мезофилла

CO2

ФЕП карбоксилаза

Оксалоацетат (4C)

Малат (4C)

ФЕП (3C)

AДФ

ATФ

Пируват (3C)

CO2

Клетки обкладки

Цикл кальвина

Сосудистые ткани

Сахар


Слайд 58CAM Растения
Некоторые растения, в том числе суккуленты, используют CAM путь метаболизма,

чтобы фиксировать углерода (СО2)
CAM растения открывают свои устьица ночью и включают СО2 в органические кислоты
Устьица закрываются в течение дня, и CO2 высвобождается из органических кислот и используются в цикле Кальвина

Copyright © 2008 Pearson Education, Inc., publishing as Pearson Benjamin Cummings


Слайд 59Fig. 10-20
CO2
Сахарный тросник
клетки
мезофилла
CO2
C4
Клетки обкладки
Органические кислоты высвобождают СО2 для цикла кальвина
СО2

включается в органические кислоты после фиксации

Ананас

Ночь

День

CAM

Сахар

сахар

цикл кальвина

Цикл кальвина

органические кислоты

органические кислоты

(a) Пространственное разделение событии

(b) Временное разделение событии

CO2

CO2



1

2


Обратная связь

Если не удалось найти и скачать презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое ThePresentation.ru?

Это сайт презентаций, докладов, проектов, шаблонов в формате PowerPoint. Мы помогаем школьникам, студентам, учителям, преподавателям хранить и обмениваться учебными материалами с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика