Световая и Темновая Фаза Фотосинтеза Презентация

Световая и Темновая Фаза Фотосинтеза Презентация.rar
Закачек 1551
Средняя скорость 8875 Kb/s

Успейте воспользоваться скидками до 70% на курсы «Инфоурок»

Описание презентации по отдельным слайдам:

Фотосинтез Темновая фаза

Световая фаза фотосинтеза Процессы световой фазы идут на мембранах тилакоидов, на свету.

Свет нужен только для того, чтобы в хлоропластах шел синтез АТФ и НАДФ*Н. У высших растений диоксид углерода (СО2) поступает к фотосинтезирующим клеткам через устьица. Восстановление углерода происходит в строме хлоропласта в цикле реакций, известных как цикл Кальвина

Темновая фаза фотосинтеза – это комплекс ферментативных реакций, во время которой происходит восстановление поглощенного углекислого газа за счет продуктов световой фазы (АТФ и НАДФ*Н). Различают несколько циклов восстановления СО2.

Цикл Кальвина Способ ассимиляции СО2 является основным и присущ всем растениям. Он был расшифрован американскими учеными во главе с М. Кальвином в 1961 году Мелвин Калвин

Цикл начинается с присоединения СО2 к акцептору – пятиуглеродному сахару рибулозо-1,5-дифосфату (РДФ). Присоединение СО2 к тому или ионному веществу называется карбоксилированием, а фермент катализирующий такую реакцию – карбоксилазой. В данной реакции карбоксилирование происходит с участием фермента рибулозодифосфаткарбоксилазы (РДФ-карбоксилаза). Это самый распространенный в мире фермент. Акцептор — вещество, принимающее электроны и водород от окисляемых соединений и передающее их другим веществам.

1. Фаза — карбоксилирование Продукт реакции, содержащий 6 атомов углерода, в присутствии воды сразу распадается на две молекулы 3-фосфоглицириновой кислоты (3-ФГК) ФГК является, по современным взглядам, первичным продуктом ассимиляции углерода. 2.Фаза — восстановления 3. Фаза — регенерации первичного акцептора СО2 и синтеза конечных продуктов фотосинтеза

Цикл Кальвина К 5 углеродным молекулам рибулёзодифосфата (акцептор углекислоты) присоединяются СО2 и атомы водорода, доставляемые переносчиками НАДФ. Образуются 6-углеродные молекулы. Они нестойки и сразу распадаются на 3-углеродные фрагменты. В строме образуется множество таких фрагментов. Часть этих 3-углеродных молекул преобразуются в рибулёзодифосфат (5 С3 -> 3 С5). Происходит регенерация (восстановление) акцептора углекислоты. Другая часть преобразуется в углеводы (2 С3 -> С6) Цикл продолжается до тех пор, пока в хлоропласт поступают СО2 и НАДФ*H. Хотя процесс и носит название «темновой фазы», но в темноте быстро прекращается из-за дефицита НАДФ*Н, так как атомы водорода образуются из воды только на свету.

Находится в мембранах тилакоидов (в ЭТЦ), участвует в хемиосмосе. Хемиосмос — биохимический механизм, с помощью которого осуществляется превращение энергии электротранспортной цепи в энергию АТФ. Включает изменение электрохимического потенциала клеточной мембраны. В состав хлорофилла входит Mg — важнейший элемент для растений. При дефиците магния у растений развивается хлороз — обесцвечивание листьев. Хлорофилл электрон-транспортная цепь (ЭТЦ)

а) Протоны «утекают» из тилакоидов через фермент АТФазу. АТФаза денатурирует и изменяет свою форму. б) При этом АТФаза сближает молекулы АДФ и фосфата (Фн). Синтезируется АТФ. в) Протоны и электроны присоединяются к переносчику НАДФ. В хлоропласт поступает следующая молекула воды и процесс продолжается Хемиосмос в хлоропласте

а) Кванты света падают на молекулы хлорофилла и «выбивают» из них электроны. б) Электроны хлорофилла оказываются в строме. в) Хлорофиллы отбирают электроны у молекул ^ ЭТЦ. г) В конце концов электроны отбираются у молекул воды. д) Молекулы воды распадаются на протоны Н+, электроны ē и кислород (этот процесс называется фотолизом воды). е) Кислород удаляется из хлоропласта, протоны остаются внутри тилакоида. ж) На мембране тилакоида образуется разность потенциалов: + внутри, — снаружи. Фотолиз воды ЭТЦ — электрон-транспортная цепь

Процессы темновой фазы протекают в строме, как на свету, так и в темноте. Происходит фиксация углекислого газа в виде твёрдых углеводов.

Сравнение световой и темновой фаз фотосинтеза Критерии для сравнения Световая фаза Темноваяфаза Локализация Мембрана тилакоидов Строма хлоропласта Основные процессы Фотолиз воды Восстановление НАДФ+до НАДФ* Н2 Синтез АТФ ОкислениеНАДФ* Н2 Распад АТФ до АДФ и Ф. ФиксацияСО2 (ЦиклКальвина) Исходные вещества Вода, АДФ, Ф,НАДФ+ АТФ,НАДФ* Н2,рибулёзофосфат Образующиеся продукты НАДФ* Н2, АТФ Глюкоза, аминокислотыи т.п. Источник энергии Световая энергия Энергия АТФ

ФОТОСИНТЕЗ АЭРОБНЫЙ АНАЭРОБНЫЙ ВЫДЕЛЕНИЕ КИСЛОРОДА КИСЛОРОД НЕ ВЫДЕЛЯЕТСЯ

Ежегодно в результате фотосинтеза на Земле образуется: 150 млрд. тонн органического вещества (первичная продукция). 2. Выделяется около 200 млн. тонн свободного кислорода.

Темновая фаза фотосинтеза

Описание презентации по отдельным слайдам:

Тема урока: «Темновая фаза фотосинтеза» План урока: Темновые реакции фотосинтеза Значение фотосинтеза Групповая работа Самостоятельная работа по тестам Рефлексия 10 класс

Основные выводы световой фазы В клетках автотрофов происходит фотосинтез Фотосинтез включает два типа реакций: световая и темновая фазы Световые реакции идут на свету, в них участвуют пигменты – хлорофиллы и каротиноиды В ходе световых реакций расщепляются молекулы воды (фотолиз) с образованием протонов, электронов и молекулярного кислорода; синтезируются молекулы АТФ, восстанавливаются молекулы НАДФ•Н Световые реакции протекают в гранах хлоропласта

Темновая фаза фотосинтеза осуществляется в цитоплазме у прокариот и в строме хлоропласта у растений. В этой фазе, энергия, накопленная клеткой в молекулу АТФ, используется на синтез глюкозы и других органических веществ. Глюкоза образуется при восстановлении углекислого газа с участием протонов воды и НАДФ·Н. Синтез глюкозы происходит в ходе циклического процесса (цикл Кальвина). Для синтеза одной молекулы глюкозы необходимо 6 оборотов цикла, 6 молекул СО2 , 18 молекул АТФ, 12 НАДФ•Н и 24 протона

Преобразование углерода в темновую фазу фотосинтеза СО2 +С5→С6 (нестойкое) Молекулы пятиуглеродного соединения фиксируют углекислый газ, образуя нестойкое соединение С6→2С3 (ФГК) Шестиуглеродное соединение под действием ферментов распадается на 2 трехуглеродные молекулы фосфоглицериновые кислоты (ФГК) 2С3→С6Н12О6 5С3→3С5 С помощью энергии АТФ и НАДФ•Н из трехуглеродной молекулы образуется молекула глюкозы и молекулы пятиуглеродного сахара (опять включается в цикл) 6СО2 +6Н2О→С6Н12О6 +6О2 Суммарное уравнение фотосинтеза

Значение фотосинтеза При фотосинтезе зеленый лист использует лишь около 1% падающей на него солнечной энергии; За год на земле образуется 150 млрд. т органики и выделяется 200 млрд. т кислорода; процесс фотосинтеза способствует предохранению поверхности Земли от парникового эффекта; Фотосинтез способствует образованию защитного озонового экрана вокруг планеты; Благодаря фотосинтезу создается и поддерживается состав среды, необходимый для обитания всех живых организмов; За счет фотосинтеза поддерживается на Земле постоянный уровень газового состава атмосферы;

ВНИМАНИЕ, ОПАСНОСТЬ! Недооценка значения фотосинтеза при всеобщей глобальности его проявления в настоящее время привела к некоторым экологическим катастрофам местного масштаба и неуклонно приближает нас к планетарному кризису. С каждым годом промышленное потребление кислорода достигает почти 5 % от его биологической продукции. Ежегодный дефицит кислорода составляет почти 10 млрд. т. Одновременно регистрируется ежегодный прирост углекислого газа, составляющий до 1,5 % от содержания его в атмосфере (0,03 %).

Групповая работа соотнесите перечисленные утверждения к фазам фотосинтеза (световая и темновая) Выделение молекулярного кислорода – Синтез молекулы АТФ – Синтез углеводов из углекислого газа и воды – Возбуждение хлорофилла фотоном света – Протекает в гранах хлоропластов – Протекает по циклу Кальвина – Фотолиз воды – Переход электрона на более высокий энергетический уровень – Восстановление углекислого газа до глюкозы – Использование энергии молекулы АТФ на синтез углеводов – Образование молекулы крахмала из глюкозы – Происходит образование протонов водорода –

Чтобы скачать материал, введите свой email, укажите, кто Вы, и нажмите кнопку

Нажимая кнопку, Вы соглашаетесь получать от нас email-рассылку

Если скачивание материала не началось, нажмите еще раз «Скачать материал».

Презентацию на тему Световая фаза фотосинтеза можно скачать абсолютно бесплатно на нашем сайте. Предмет презентации : Биология. Красочные слайды и илюстрации помогут вам заинтересовать своих одноклассников или аудиторию. Для просмотра содержимого презентации воспользуйтесь плеером, или если вы хотите скачать презентацию — нажмите на соответствующий текст под плеером. Презентация содержит 28 слайдов.

Слайды презентации

Тема: Световая фаза фотосинтеза

Министерство образования и науки Российской Федерации Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Уральский государственный педагогический университет» (УрГПУ) Географо –биологический факультет (ГБФ)

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

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.

Фотосинтез один из наиболее мощных процессов преобразования солнечной энергии (т. е. энергий термоядерных процессов, протекающих на Солнце), которая высвобождается в результате превращения водорода в гелий:

Фотон света (определенной длины волны), который поглощает хлорофилл.

Локализация фотосинтетического аппарата в клетке зеленого растения

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.

Необходимо нажать на этот значок, для просмотра фильма: Хлоропласт: 046.avi

Электрон 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

Фотофосфорилирование: электрон переходит от одного цитохрома к другому, при этом он теряет часть энергии (солнечную энергию), и энергия преобразуется в энергию АТФ. Посредник акцептор (принимает) электрона НАДФ. Электрон перемещается через мембрану тилакоида.

ЭЛЕКТРОН НА МОЛЕКУЛУ ХЛОРОФИЛЛА

Хлорофилл потерял свой электрон, но он должен его за счет чего-либо компенсировать –компенсацию оказывает анион гидроксила, образовавшегося при фотолизе воды.

Остается анион ОН- –он неустойчив, и ему тоже необходим электрон –поэтому образуется кислород и вода (это побочные продукты процесса, их условно можно назвать «отходы производства»). 4ОН – 2Н2О+О2

Протоны водорода скапливаются внутри тилакоидов (люмен) на мембране, а с другой стороны (внешняя сторона) скапливаются НАДФ с электроном.

Когда протоны (+ заряд) с одной стороны и электроны (- заряд) с другой стороны скапливаются в значительных количествах, то возникает потенциал действия: ионы водорода устремляются к электронам через мембрану тилакоида в месте с АТФ-синтетазой. Она активизируется и образуется АТФ.

Водород присоединяется к НАДФ с электроном и образуется НАДФ*Н.

Фотосинтез начинается с улавливания света пигментами –хлорофиллами входящими в состав хлоропластов клеток.

Совокупность молекул светособирающего комплекса и реакционного центра составляет фотосистему

Предположение о существовании в хлоропластах двух фотосистем высказал Р. Эмерсон в 1957 г, изучая влияние света на квантовый выход (количество выделившегося кислорода или связанного углекислого газа на 1 квант поглощенной энергии ) фотосинтеза у водоросли хлореллы.

СХЕМА ОРГАНИЗАЦИИ ТИЛАКОИДОВ ГРАН И СТРОМЫ

ОБЩАЯ СХЕМА СВЕТОВОЙ ФАЗЫ ФОТОСИНТЕЗА

АТФ-синтетазы Цепь цитохромов Вода (Н2О) ОН- + Н+ Фосфорилирование НАДФ НАДФ* + Н+ НАДФ*Н Электрон 4ОН 2Н2О + О2

ОБЩАЯ СХЕМА ФОТОСИНТЕЗА И ЕГО ПРОДУКТЫ

КИСЛОРОД НЕ ВЫДЕЛЯЕТСЯ

Ежегодно в результате фотосинтеза на Земле образуется: 150 млрд. тонн органического вещества (первичная продукция). 2. Выделяется около 200 млн. тонн свободного кислорода.

Выводы: Световая фаза фотосинтеза очень сложный физиологический процесс преобразования энергии, которая протекает в хлоропластах (на тилакоидах гран). Известно, что солнечная энергия не может непосредственно участвовать в образовании органического вещества, так вот в преобразовании этой нескончаемой энергии, и заключается основной биологический смысл световой фазы. Энергия солнца запасается в связях химических соединений (АТФ и НАДФ*Н), которые в последующем смогут участвовать в других процессах фотосинтез (темновая фаза). Световая фаза фотосинтеза очень сложный биологический процесс, требующий понимания законов физики и химия. А так же их последующая интеграция в биологическую науку, только в свете ее мы сможем полностью понять и осознать значение данного процесса для биосферы нашей планеты.


Статьи по теме