Слайд 2Питание
Это процесс поглощения организмом из внешней среды веществ и использование
их для построения своего тела, роста, развития и других жизненных процессов.
Слайд 3Питание
автотрофное
гетеротрофное
миксотрофное
Слайд 4Питание растений
Воздушное (фотосинтез)
Минеральное (почвенное)
Слайд 5Фотосинтез
(«фото»-свет, «синтез»-образование)
- это процесс образования органических веществ из воды и
углекислого газа под действием солнечного света
Слайд 6Фотосинтез
- 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 7История открытия фотосинтеза
Ян ван Гельмонт
Бельгийский учёный
1600 год
Поставил первый физиологический эксперимент, связанный
с изучением питания растений.
Слайд 8История открытия фотосинтеза
Джозеф Пристли
Английский химик
1771 год. Установил, что зелёные растения способны
осуществлять реакции, противоположные дыхательным процессам.
Слайд 10История 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 11История открытия фотосинтеза
Жан Сенебье
Швейцарский физиолог растений
1782 год
Экспериментально доказал, что все соединения
углерода в растениях образуются из углекислого газа.
Слайд 12Юлиус Сакс
1864 год, доказал, что соотношение объёмов поглощаемого углекислого газа
и выделяемого кислорода – 1:1.
Продемонстрировал образование зёрен крахмала при фотосинтезе.
Слайд 16Устьица
Через устьица происходит газообмен
Слайд 20Хроматофор
Хроматофоры могут иметь различную форму: спиральную (у спирогиры), в виде
незамкнутого кольца (у улотрикса), подковообразную (у хламидомонады).
Слайд 23Хлоропласты
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 24Приспособления листьев к лучшему усвоению света
Слайд 31Приспособленность листьев к лучшему усвоению света
Прикорневые розетки
Гелиотропизм
Листовая мозаика
Черешок, стебель выносят листья
к свету
Плоская поверхность листа
Прозрачность клеток кожицы
Слайд 34Молекула хлорофилла
Основой является порфириновое кольцо, в котором четыре пиррольных гетероцикла соединены
между собой.
Слайд 35Молекула 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 36Пигменты фотосистем
Хлорофиллы 4 (а+ab+ac+ad)
Открыт пятый хлорофилл ae
В каждом растительном организме
не менее двух типов хлорофиллов
Каратиноиды
Фикобелины
Слайд 37Хлорофилл 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 38Фотосистемы
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 40Световые 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 44Световые 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 46Световые 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 47Световые 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 49Световые 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 51Вывод:
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 53Темновые 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 54Темновые реакции
1. К пентозе С5 присоединяется СО2, в результате чего появляется
нестойкое шестиуглеродное соединение С6, которое расщепляется на две трёхуглеродные группы 2С3 – триозы.
Слайд 56Темновые 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 66Значение зелёных растений
Ежегодно образуется 150 млрд. тонн орг. в-в
Ежегодно выделяют в
атмосферу около 200 млрд. тонн свободного кислорода.
Слайд 68Учёные:
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 69Тимирязев Климент Аркадьевич
1843 - 1920
Слайд 70Космическая 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 71Значение 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 72Один реактивный лайнер за время трансконтинентального полёта использует до 50 млн.
л кислорода – суточную потребность100 000 человек
Слайд 73Фотосинтез – 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 75КПД фотосинтеза равен 1% в расчете на поглощённую световую энергию
Слайд 76Продуктивность растений 1г/м2 час