Фотосинтез. История изучения вопросв фотосинтеза презентация

Содержание

«Природа поставила себе задачей уловить на лету притекающий на Землю свет, превратить эту подвижнейшую из сил природы в твердую форму и собрать ее в запас. Для этого она покрыла земную кору

Слайд 1Урок - лекция
Ф О Т О С И Н Т Е

З

Слайд 2«Природа поставила себе задачей уловить на лету притекающий на Землю свет,

превратить эту подвижнейшую из сил природы в твердую форму и собрать ее в запас. Для этого она покрыла земную кору организмами, которые в течение своей жизни поглощают солнечный свет и превращают потребляемую таким образом силу в непрерывно нарастающий запас химической разности. Эти организмы - растения»
Роберт Майер

Слайд 3Основополагающий вопрос
Какова роль растений в биосфере?

Слайд 4Проблемные вопросы
Как энергия кванта света преобразуется в энергию того первичного вещества,

которое потом дает энергию для синтеза органических веществ?
Почему растения ночью «отдыхают», несмотря на то, что недостатка в электромагнитных излучени-ях, попадающих на листья, нет: земля сама излу-чает инфракрасные лучи, да и растение в процессе своей жизнедеятельности также их излучает?

Слайд 5Опорные точки урока
История изучения процесса фотосинтеза
Фотосистемы
Особенности строения листьев
Строение хлоропластов
Фазы фотосинтеза

- световая фаза
- темновая фаза
Общая схема фотосинтеза
Влияние на скорость фотосинтеза различных факторов
Значение фотосинтеза



Слайд 6Основные понятия урока
Фотосинтез
фотосистема
Хлоропласты
Тилакоиды
Граны
Строма
Ламеллы
Световая фаза
Темновая фаза
Фосфорилирование
Цикл Кальвина

Слайд 7История изучения процесса фотосинтеза
Ян ван Гельмонт. XVII век. Эксперимент по выращиванию

ивы в кадке. Вывод: растение образует все вещества из воды.
Мерчелло Мальпиги. 1667 год. Растение перестает развиваться, если у проростков тыквы оборвать первые зародышевые листочки. Вывод: под действием солнечных лучей в листьях растений происходят какие-то преобразования и испаряется вода.

Слайд 8Опыт Ван Гельмонта.

растение увеличилось в размерах и массе за 5 лет

на 74 кг

Слайд 9История изучения процесса фотосинтеза
Середина XVIII века. Шарль Бонне решал проблему: откуда

берется воздух, покрывающий листья растений, погруженных воду и выставленных на солнце. Вывод: растение не играет существенной роли в процессе выделения воздуха, он собирается из воды на поверхности листа. (?)
Джозеф Пристли. 1772 год. Знаменитый опыт со свечой и мятой. Вывод: растение улучшает воздух и делает его пригодным для дыхания и горения. Первое предположение о роли света в жизнедеятельности растений.

Слайд 10Опыты Джозефа Пристли 1771г.

Слайд 11История изучения процесса фотосинтеза
Жан Сенебье. 1800 год. Установил, что листья разлагают

углекислый газ под действием сол-нечного света.
Вторая половина XIX века. Получена спирто-вая вытяжка зеленого цвета с сильной крова-во-красной флюоресценцией. Это вещество названо хлорофиллом.
Роберт Майер. Вывод: количество отлагающе-гося в растениях углерода должно зависеть от количества падающего на растение света.

Слайд 12История изучения процесса фотосинтеза
Климент Аркадьевич Тимирязев.
Исследовал влияние различных участков солнечного

света процесс фотосинтеза.
Вывод: процесс фотосинтеза идет интенсивно в красных лучах; интенсивность фотосинтеза соответствует поглощению света хлорофиллом; усваивая углерод, растение усваивает и солнечный свет, переводя его энергию в энергию органических веществ.
Лондонское королевское общество.1903 год.
Лекция «Космическая роль растений»



Слайд 13Фотосистемы
Фотосистема – I. Фотосинтезирующие бактерии.
СО2 + 2Н2S + световая энергия

(СН2О)+Н2О+2S
Фотосистема – II. От сине-зеленых водорослей до настоящих растений.
СО2 +2Н2О +световая энергия (СН2О) +Н2О+О2


Слайд 14Особенности строения листьев
Плоские, широкие, большая поверхность
Эпидермис – бесцвет-ный защитный слой с

устьицами
Тонкостенные клетки ассимиляционной тка-ни
Сосудисто-волокнистые пучки

Слайд 15Локализация фотосинтетического аппарата в клетке зеленого растения

Слайд 16ХЛОРОПЛАСТ
ЯДРО
ВАКУОЛЬ
ГРАНА
СТРОМА
ТИЛАКОИД
ЛЮМЕН

Слайд 17Строение хлоропластов
Двумембранные органоиды
Внутренняя часть строма
Тилакоиды – мембраные компоненты, образу-ющие граны
Ламеллы (одиночные

тилакоиды) соединяют граны
У высших растений эллиптической формы
В зависимости от освещенности меняют свое положение



Слайд 18Строение хлоропластов
Хлоропласт – двумембранный органоид двояковыпуклой формы. Это

обеспечивает лучшее поглощение света. Цвет зависит от наличия хлорофилла. Количество в клетке 40-60 штук. Размер: 3-4 до 16-20 мкм.

Слайд 19Виды хлорофилла
Наиболее распространены хлорофиллы а, b
Хлорофилл а – желто-зеленая окраска, поглощает

свет наиболее интенсивно в красном и ультрафиолетовом спектрах. Имеется у всех растений.
Хлорофилл b – сине-зеленого цвета поглощает энергию в фиолетовом спектре, значительно меньше в красном. Встречается у высших растений и зеленых водорослей.
Хлорофилл с – зеленой окраски есть у бурых и некоторых одноклеточных водорослей.


Слайд 20Строение и свойства хлорофилла
В состав хлоропластов входит два вида

хлорофилла:
COOCH3
С32Н30ОN4Mg
COOC20H39
COOCH3
С32Н28О2N4Mg COOC20H39

Хлорофилл а
С55Н72О5N4Мg
сине-зеленого цвета

Хлорофилл в
С55Н70О6N4Мg
желто-зеленого цвета

- Хлорофилл имеет зелёную окраску, нерастворим в воде, растворим
в органических растворителях- спиртах, эфирах.
- Хлорофилл поглощает почти все красные и сине – фиолетовые лучи.
Зелёные лучи поглощаются слабо, чем и обусловлена зелёная окраска растений.


Слайд 21Хлорофилл

Для более полного использования падающего на листья света, энергия фотонов улавливается

200-400 молекулами пигментов светособирающего (антенного) комплекса и передается к одной молекуле хлорофилла, являющейся реакционным центром, которая и участвует в фотохимических реакциях.

Слайд 22Электрон в составе молекулы хлорофилла, и энергия фотона переходит в энергию

перемещения электрона на вышележащую орбиталь, т.е. на более высокий энергетический уровень.
















Атом молекулы хлорофилла

ЭТОТ ЭЛЕКТРОН ПЕРЕДАЕТСЯ ПО ЦЕПИ ЦИТОХРОМОВ

Фотон света

Слайд 23ФОТОСИНТЕЗ
Биологический смысл: преобразование солнечной энергии в химическую энергию органических соединений.

Слайд 24ФОТОСИНТЕЗ
СВЕТОВАЯ ФАЗА
ТЕМНОВАЯ ФАЗА
Молекулы пигментов поглощают фотоны, передают поглощенную энергию молекулам хлорофилла,

происходит трансформация энергии света в химическую энергию АТФ и восстановленного НАДФ*Н, выделяется кислород в результате фоторазложения воды. Эти процессы происходят на мембранах хлоропластов.

В строме хлоропластов восстанавливается поглощенный СО2 с образованием углеводов и других органических соединений.

Слайд 25Фотосинтез

Световая фаза
Темновая фаза

Слайд 26Световая фаза

Протекает только под действием солнечной энергии. Реакции световой фазы происходят на мембранах тилакоидов, где располагается фотосинтезирующий пигмент — хлорофилл.

В световую фазу происходит несколько процессов:
1) возбуждение хлорофилла квантами света и перемещение возбужденных электронов;
2) фотолиз воды под действием света, образование кислорода и протонов водорода;
3) синтез молекул АТФ за счет энергии возбужденных электронов;
4)соединение водорода с переносчиком НАДФ+ (никотинамид-адениндинуклеотидфосфат) и образование НАДФ-Н2.

Слайд 27Механизм световой фазы фотосинтеза
Фотосистема 1
Фотосистема 2
Р700
Р680








Z




Р430
Ферредоксин
Редуктаза
НАДФ*
НАДФ*Н

е
е
Пластохинон
Цитохром b
Цитохром f
Пластоцианин
АТФ
АДФ

е
2Н2О
4Н*
О2
4е
е
hy
hy

Слайд 281) Квант света поглощается фотосистемой I (Р700), возбуждённые светом электроны по

цепи переносчиков переносятся на наружную сторону мембраны и создают отрицательно заряженное электрическое поле.
Возникшая в Р700 «Дырка» заполняется возбуждённым под действием света электроном из фотосистемы II (680).
«Дырка» в фотосистеме II заполняется электронами, образующимися в результате фотолиза воды (разрушение воды под действием света).

фотосистема1

Фотосистема 2

НАДФ+

НАДФ•Н2

СВЕТ

СВЕТ

н

ē

ē

Слайд 292) Фотолиз воды


А) Под действием света вода разлагается на :
H2O → H+ +OH-
Б) Ионы гидроксила отдают свои электроны, превращаясь в реакционно-способные радикалы ОН:
OH- - e- → OH
В) Образующиеся электроны передаются переносчиками к молекулам хлорофилла и восстанавливают их, а ради-калы ОН объединяются, образуя воду и свободный кислород
4OH→ 2H2O + O2↑
Фотолиз воды идет на внутренней поверхности мембраны тилакоида, которая непроницаема для ионов водорода. Они скапливаются в тилакоидном пространстве, в так называемом протонном (Н+)-резервуаре, образуя положительно заряженное электрическое поле, что приводит к увеличению разности потенциалов по обе стороны мембраны тилакоида

Слайд 30
 
3) При достижении критической разности потенциалов (200 миллиВ) протоны Н+

устремляются по протонному ка- налу в ферменте АТФ-ситетаза, встроенном в мембрану тилакоида, наружу. На выходе из протонного канала создаётся высокий уровень энергии, которая идёт на синтез АТФ (АДФ + Ф = АТФ). Далее молекулы АТФ переходят в строму, где участвуют в реакциях фиксации углерода.

4). Протоны Н+, вышедшие на поверхность мембраны тила-коида, соединяются с электронами, образуя атомарный водород Нo , который идёт на восстановление переносчика НАДФ+:
2е + 2Н++ НАДФ+ = НАДФ∙Н2.
   

Слайд 31Фазы фотосинтез - световая фаза (3с.) (перенос электронов в процессе

фосфорилирования)

Слайд 32Схема расположения фотосистем , цепи переносчиков электронов и АТФ- синтетазы в

мембране тилакоидов

1.Пигменты фотосистемы 2 обращены внутрь тилакоида;
2. Фотолиз воды происходит около фотосистемы 2;
3. Электроны фотолиза воды переходят в фотосистему 2.
4. Электроны фотосистемы 2 переходят в фотосистему 1.
5. Электроны фотосистемы 2 переходят в фотосистему 1 по цепи переносчиков е, встроенных в мембрану тилакоида.
6. Пигменты фотосистемы 1 обращены на наружную поверхность мембраны тилакоида.
7. Протоны из протонного резервуара выходят в строму через протонный канал в мембране.

Слайд 33Схема расположения фотосистем 1 и 2, цепи переносчиков электронов и АТФ

– синтетазы в мембране тилакоида.

Если измерить рН в строме хлоропласта и внутри
тилакоида, то получатся разные значения.
Почему? Ответ обоснуйте.

Слайд 34Протекающие реакции
Разложение воды под действием энергии света
Образование водорода и выделение свободного

кислорода
Накопление энергии в результате синтеза АТФ
Связывание водорода с переносчи-ком


Слайд 35Темновая фаза фотосинтеза
Условия, необходимые для протекания
темновой фазы фотосинтеза:

1.Углекислый газ (СО2);
2.Энергия

АТФ, НАДФ*Н;
3.Ферменты;
4. Акцептор СО2 – 1,5 – рибулозодифосфат.

Слайд 36Протекающие реакции
Фиксация углекислого газа
Восстановление углекислого газа водородом
Синтез глюкозы за счет энер-гии

АТФ


Слайд 3712 молекул
Дифосфоглицериновой к-ты


Цикл Кальвина
+
6 молекул
1,5 - рибулозодифосфат
12 молекул
Фосфоглицериновой к-ты
12 молекул АТФ
12

молекул
триозофосфат

12 НАДФ*Н

карбоксилирование

восстановление

6 молекул
рибулозомонофосфат

6СО2


1 молекула
глюкозы





превращение


6 молекул АТФ

Слайд 381. 6С + 6С5

С6

карбоксилирование

1,5 дифосфаткарбоксилаза

2. С6 2С3

3. 2С3 С6

Группа ферментов

Фруктозо-6-фосфат

С6

глюкоза

фермент

превращение

4. С6 крахмал

фермент

полимеризация

гидролиз

СХЕМА ПРЕОБРАЗОВАНИЙ В ЦИКЛЕ КАЛЬВИНА

12 АТФ + 12 НАДФ*Н

Сколько молекул глюкозы образуется при цикле Кальвина ?
Сколько нужно молекул углекислого газа, чтобы синтезировать
1 молекулу глюкозы?
Сколько молекул АТФ и НАДФ*Н нужно затратить для
производства 1 молекулы глюкозы?

Слайд 39ТЕМНОВАЯ фаза
Место:
строма
Цикл Кальвина
6
5
4
7
8
9
10
11
12
13
3


1
2

РИБФ
СО
2

2АТФ

Н


НАДФ

2

АТФ

глюкоза

2НАДФ


АДФ

крахмал

целлюлоза

белки

липиды

полимеризация

На образование С6Н12О6
необходимо 6 оборотов
цикла Кальвина:
6СО2, 12 Н, 18АТФ

2АДФ

Цикл Кальвина

+

Слайд 40 Фазы фотосинтеза. Темновая фаза

Слайд 42Общая схема фотосинтеза


Слайд 43Фотосинтез (от греч. photos — свет и synthesis — соединение) Фотосинтез-

это процесс образования органических веществ из неорганических при участии световой энергии. Фотосинтез- это процесс совокупность процессов поглощения, превращения и использования световой энергии для образования органических веществ из неорганических.

Суммарное уравнение фотосинтеза


Слайд 44Влияние на скорость фотосинтеза различных факторов
Длина световой волны
Степень освещенности
Концентрация углекислого газа
Температура
Вода

Слайд 45 Значение фотосинтеза
«..
Значение фотосинтеза
Используется 1% падающей энергии, продуктивность около 1 г на

1 кв. м.

Выделяется кислорода при фотосинтезе в 20-30 раз больше, чем поглощается при дыхании.

Без фотосинтеза запас кислорода был бы израсходован в течение
3 000 лет.


Слайд 46РОСЯНКА
Все ли растения способны к фотосинтезу?

Слайд 47Саррацерия пурпурная

Слайд 48Венерина мухоловка (Dionaea muscipula) - насекомоядное растение, способное питаться с помощью

фотосинтеза, встречается в районах песчаных кустарниковых болот в прибрежной части Северной и Южной Каролины. Частые в этих местах пожары уничтожают конкурирующие с мухоловкой растения и приводят к дефициту азота в почве.

А венерина мухоловка, обладая уникальным приспособлением
для ловли насекомых, получает дополнительный источник
незаменимых питательных веществ (главным образом азота и
фосфора), которых лишены растения,
добывающие их из почвы.

Слайд 49НЕПЕНТЕС

Слайд 51 Значение фотосинтеза
« … связь между солнцем и зеленым листом приводит нас

к самому широкому, самому обобщающему представлению о растении. В нем раскрывается перед нами космическая роль растений. …микроскопическое зеленое зерно хлорофилла является фокусом в мировом пространстве, в который с одного конца притекает энергия солнца. А с другого берут начало все проявления жизни на Земле. Похищенный им луч солнца горит и в мерцающей лучине и в ослепительной искре электричества. Луч солнца приводит в движение и чудовищный маховик паровой машины, и кисть художника, и перо поэта». К.А. Тимирязев

Слайд 52 Значение фотосинтеза
«..
Значение фотосинтеза
Используется 1% падающей энергии, продуктивность около 1 г на

1 кв. м.

Выделяется кислорода при фотосинтезе в 20-30 раз больше, чем поглощается при дыхании.

Без фотосинтеза запас кислорода был бы израсходован в течение
3 000 лет.


Слайд 53Контрольные вопросы.
Что такое фотосинтез?
Где находится хлорофилл?
Что такое фотолиз и под действием

какого процесса он происходит?
Что образуется в результате фотолиза?
Как образуется АТФ?
Какие вещества образуются в световой стадии фотосинтеза?
Какие вещества образуются в темновой стадии фотосинтеза?
Под действием каких соединений образуются эти вещества?
Под действием каких веществ образуются вода и кислород?
Какова роль фотонов света?
Каково значение разности водородных потенциалов возникших на разных сторонах мембран тилакойдов?
Каково значение фермента НАДФ?



Похожие презентации

Основы кормления животных 797
Тип Кишечнополостные 554
Эволюция пищеварительной системы животных 726
Царство Бактерии 241
Растения пустыни 374
Класс Костные рыбы 466

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