Фотосинтез

ФотосинтезФотоси́нтез (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, бактеріохлорофіл і бактеріородопсин убактерій), часто з виділенням кисню як побічногопродукту.

Фотосинтез – єдиний процес у біосфері, якийпризводить до засвоєння енергії Сонця і забезпечуєіснування як рослин, так і всіх гетеротрофнихорганізмів.

Фотосинтез

Узагальнене рівнянняфотосинтезу має вигляд:

6СО2 + 6Н2О =

С6Н12О6 + 6О2

Фотосинтез

Типи фотосинтезу:

-оксигенний ; -аноксигенний;

Оксигенний найбільш поширений, йогоздійснюють рослини, ціанобактерії .

Аноксигенний фотосинтез проходить у пурпурових, деяких зеленихбактеріях та геліобактеріях.

ФотосинтезПерша стадія Світлова фаза фотосинтезу

(протікає на світлі.) У ході першої стадії з АДФ( аденозиндифосфату) і фосфату синтезується АТФ( аденозинтрифосфат) ,

НАДФ (переносник водню)( нікотинамідаденіндінуклеотидфосфат )

відновлюється до НАДФ ∙ H . Синтез АТФ за рахунок енергії світлових

квантів називається фотофосфорилування . Кисень як побічний продукт реакції виділяєтьсятільки під час нециклічного процесу.

ФотосинтезПерша стадія Світлова фаза фотосинтезу • відбувається на тилакоїдах хлоропластів. Ця

стадія розпочинається з моменту поглинання квантів світла молекулою хлорофілу; при цьому електрони атома магнію у молекулі хлорофілу переходять на більш високий енергетичний рівень, нагромаджуючи потенціальну енергію; частина електронів зразу ж повертається на своє попереднє місце, а енергія, що виділяється при цьому, випромінюється у вигляді тепла.

Фотосинтез

Світлова фаза фотосинтезу Отримання водню (Фотоліз води)При цьому кисень виділяється як побічний продукт реакції

• 4H2O=4H+ + 4OH-• 4 OH- = 2H2O+O2

• 4H+ +4e-- = 4H2H2O=4H + O2

Протони водню Н+ приєднуючи електрони з високименергетичним рівнем, перетворюються на атомарний водень, який використовується у наступних реакціях фотосинтезу

ФотосинтезТемнова фаза фотосинтезу

Темнова фаза фотосинтезу або цикл Кальвіна (Нобелівськапремія) - ряд послідовних реакцій, що супроводжуютьсяпоглинанням вуглекислого газу і утворенням вуглеводів, відбувається в основній речовині хлоропласта ( у стромі).Ціреакції можуть відбуватися і на світлі, і в темряві. СО2 , який надходить із зовнішнього середовища, вловлюєтьсяп'ятивуглецевими органічними сполуками, що містяться у хлоропластах рослин; при цьому утворюється нестійкашестивуглецева сполука, що швидко розщеплюється на двітривуглецеві молекули.

• У результаті семи послідовних ферментативних реакцій звикористанням енергії АТФ і НАДФ-Н утворюєтьсяшестивуглецева молекула глюкози

Темнова фаза фотосинтезу

Для синтезу однієї молекули глюкози необхідно 6 молекул СО2 18 молекул АТФ і 12 молекул НАДФ-Н.

• Сумарне рівняння реакції темнової фази: • 6СО2 + 18АТФ + 12Н2О + 12НАДФ-Н + 12Н+ = С6Н12О6 + 18АДФ

+ 18Ф + 12НАДФ+,• де Ф - залишок фосфорної кислоти.

У темновій фазі фотосинтезу як результат ряду ферментативних реакцій відбувається відновлення

вуглекислого газу до глюкози.

6СО2 + 6Н2О = С6Н12О6 + 6О2

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.

• Cуть процесу асиміляції CO2 була розкрита Мельвіном Кальвіном( амер. Біохімік) з використанням ізотопів вуглецю в кінці 1940-х,за цю роботу в 1961 йому була присуджена Нобелівська премія.

•

Значення фотосинтезу

Фотосинтез є головним методом залученнянеорганічного вуглецю в біологічний цикл.

Фотосинтез є основним джерелом біологічноїенергії.Енергія, отримувана людством при

спалюванні викопного палива (вугілля, нафта, природний газ, торф), також є накопиченою в

процесі фотосинтезу.

Значення фотосинтезу

• - Завдяки фотосинтезу на Землі щорічноутворюється 150 млрд т органічної речовинита виділяються близько 200 млрд т вільногокисню.

• - Фотосинтез підтримує баланс газів в атмосфері, необхідний для життя на Землі, перешкоджає збільшенню концентрації СО2, попереджає надмірне нагрівання Землі.

Значення фотосинтезу

• - Виділення кисню в процесі фотосинтезу сприяло формуванню озонового екрану, якийзахищає все живе від згубного впливукороткохвильової ультрафіолетової радіації.

• - При всій грандіозності масштабів природнийфотосинтез - повільний і малоєфективнийпроцес: рослинами використовується лише 1% всієї сонячної енергії.

• - Поняття про космічну роль земних рослинсформулював академік К.А.Тімірязев

ЦікавинкаНе тільки рослини можуть здійснювати процес

фотосинтезу.

Морський слизень Elysia chlorotica живе за рахунокглюкози, 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, необхідніхлоропластам для цього процесу, а натомість

отримує синтезовану глюкозу

Дякую заувагу!