Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Тема «ФОТОСИНТЕЗ».
Фотосинтез – процесс образования органических соединений из диоксида углерода и воды с использованием и преобразованием энергии света. Происходит у высших растений (в хлоропластах), водорослей (в хроматофорах), цианобактерий и у некоторых других бактерий (фотосинтезирующие бактерии, использующие иные,
чем вода, доноры, кислород не выделяют).
Красный и синий свет улавливается фотосинтезирующим пигментом – хлорофиллом, встроенным во внутреннюю мембрану пластид или в складки цитоплазматической мембраны прокариот. Зеленый свет отражается от листа, поэтому мы видим листья зелеными.
Фотосинтез подразделяется на реакции, вызываемые светом, и реакции, связанные с фиксацией углерода. Их называют световой и темновой фазами.
I. Световая фаза – это этап, на котором энергия света, поглощенная хлорофиллом, преобразуется в химическую энергию АТФ и НАДФ.Н2. Осуществляется на свету в мембранах гран при участии белков-переносчиков
и фермента АТФ-синтетазы.
1. Фотолиз воды (фотоокисление). Процесс происходит внутри тилакоидов гран* хлоропластов. Фотон ударяет в электрон хлорофилла и сообщает ему избыточную энергию. Часть ℮ попадает в Н+ диссоциированной воды: Н+ + ℮ → Н
ОН▬ → ℮ + ОН
4ОН → ↑О2 + 2Н2О
*Внутренняя мембрана хлоропласта образует утолщенные замкнутые впячивания – тилакоиды в форме дисков. Несколько тилакоидов, лежащих друг над другом, образуют грану, и в этом случае они называются тилакоидами гран. В мембранах тилакоидов локализованы светочувствительные пигменты (хлорофиллы и каротиноиды), а т.ж. переносчики электронов и протонов, которые участвуют в поглощении и преобразовании энергии света.
2. Восстановление акцепторов электронов (переносчиков): НАДФ+ → НАДФ.Н2
(НАДФ – никотинамидадениндинуклеотидфосфат): 2 Н+ + 4 ℮ + НАДФ+ → НАДФ.Н2
3. Синтез АТФ: часть возбужденных электронов, а т.ж. электронов, отделившихся
от ОН▬, попадает в систему белков цитохромов, содержащих в своей молекуле атом Fe.
В строме хлоропласта всегда имеется запас АДФ и Ф, и энергия возбужденных электронов преобразуется в энергию АТФ (фотосинтетическое фосфорилирование).
II. Темновая фаза – процесс преобразования СО2 в глюкозу в строме хлоропластов с использованием энергии АТФ и НАДФ.Н2.
(1-5 – рибулозодифосфатом) при участии ферментов;
Суммарное уравнение фотосинтеза: 6 СО2 + 6 Н2О → С6Н12О6 + 6 Н2О
▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬▬
* Цикл Кальвина. При взаимодействии рибулозодифосфата и СО2 образуется сначала нестойкое шестиуглеродное соединение, которое затем ферментативным путем распадается на 2 трехуглеродные молекулы фосфоглицериновой кислоты (ФГК). Дальнейшее превращение ФГК требует участия продуктов световой фазы фотосинтеза – АТФ и НАДФ . Н2. В конечном итоге через ряд промежуточных соединений образуются шестиуглеродные сахара, а затем другие органические вещества (амино- и органические кислоты, нуклеотиды, спирты, в том числе глицерол и др.).
Следует учесть, что в этих реакциях одновременно участвуют многие однотипные молекулы. На определенном этапе судьба трехуглеродных молекул ФГК может оказаться различной. Одни из них соединяются друг с другом и образуют шестиуглеродные сахара, которые в свою очередь, могут полимеризоваться в крахмал, целлюлозу и др. макромолекулы или использоваться на энергетические нужды. Другие молекулы ФГК идут на синтез аминокислот путем присоединения аминогрупп или на синтез карбоновых кислот, спиртов и т.д. Наконец, третьи вовлекаются в длинный ряд реакций, которые приводят к превращению трехуглеродных молекул в молекулы исходного пятиуглеродного сахара – рибулозодифосфата, которые снова могут акцептировать СО2. Поскольку часть трехуглеродных конечных продуктов превращается в новые молекулы рибулозодифосфата, процесс фиксации углерода по существу представляет собой цикл.
Значение фотосинтеза для живой природы.
В изучении роли света и хлорофилла в процессе усвоения углекислого газа при фотосинтезе большой вклад внес русский ученый Тимирязев Климентий Аркадьевич:
«Это процесс, от которого в конечной инстанции зависят все проявления жизни на нашей планете».
ХЕМОСИНТЕЗ.
Хемосинтез – образование органических соединений из неорганических за счет энергии окислительно-восстановительных реакций соединений азота, железа, серы. Существует несколько видов хемосинтетических реакций:
2НNО2 + О2 = 2НNО3 + Q;
4FeСО3 + О2 + 6 Н2О = 4 Fe(ОН)3 + 4CО2 + Q
Н2S + О2 = 2Н2О + 2S + Q
Н2S + О2 = 2 Н2SО4 + Q
Выделяемая энергия используется для восстановления C О2 до органических веществ.
Роль хемосинтеза:
руда и др.).
ндрианова И.А.