Автотрофный тип обмена веществ. Фотосинтез
Фотосинтез – это сложный процесс преобразования энергии солнечного света в энергию химической связи в виде АТФ и последующий синтез молекул глюкозы из СО 2 и Н 2 О. Фотосинтез – это процесс образования растениями и фотосинтезирующими бактериями сложных органических соединений из неорганических при помощи энергии света с использованием хлорофилла.
Формула хлорофилла C 55 H 72 O 5 N 4 Mg
Процесс фотосинтеза осуществляется в хлоропластах в два этапа. В гранах (тилакоидах) протекают реакции, вызываемые светом – световые, а в строме – реакции не связанные со светом – темновые или реакции фиксации углерода.
Световые реакции 1. Свет, попадая на молекулы хлорофилла, которые находятся в мембранах тилакоидов гран, приводят их в возбуждённое состояние. В результате этого электроны ē сходят со своих орбит и переносятся с помощью переносчиков за пределы мембраны тилакоидов, где накапливаются, создавая отрицательно заряженное электрическое поле. 2. Место вышедших электронов в молекулах хлорофилла занимают электроны воды, так как вода под действием света подвергается разложению (фотолизу) H 2 O D OH- + H+ OH- - ē " OH Гидроксилы OH-, став радикалами OH, объединяются 4 OH"2 H 2 O + О 2# Образуется вода и молекулярный кислород, который выделяется в атмосферу.
3. Протоны водорода H+ не проникают через мембрану тилакоида и накапливаются внутри, образуя положительно заряженное электрическое поле, что приводит к увеличению потенциалов по обе стороны мембраны. 4. При достижении критической разницы потенциалов протоны H+устремляются по протонному каналу в ферменте АТФ-синтетазе встроенному в мембрану тилакоида наружу. На выходе из протонного канала создаётся высокий уровень энергии, которая идёт на синтез АТФ. Образовавшиеся молекулы АТФ переходят в строму, где участвуют в реакциях фиксации углерода. 5. Протоны H+, вышедшие на поверхность мембраны тилакоида, соединяются с электронами ē, образуя атомарный водород H, который идёт на восстановление переносчика НАДФ.
2ē + H+ + НАДФ+ " НАДФ·H
Темновые реакции (реакции фиксации углерода, цикл Кальвина) Осуществляются в строме хлоропластов, куда поступают АТФ, НАДФ·Hот тилакоидов гран и СО 2 из воздуха. Кроме того там постоянно находятся пятиуглеродные соединения – пентозы (С 5), которые образуются в цикле Кальвина.
цикл Кальвина 1. К пентозе С 5 присоединяется СО 2, в результате чего появляется нестойкое шестиуглеродное соединение – С 6, которое расщепляется на 2 трёхугольные группы 2 С 3 – триозы. 2. Каждая из триоз 2 С 3 принимает по одной фосфатной группе от АТФ, что обогащает молекулы энергией. 3. Каждая из триоз 2 С 3 присоединяет по одному атому водорода от 2 НАДФ·H. 4. После чего одни триозы объединяются, образуя углеводы 2 С 3 "С 6 Н 12 О 6 (глюкоза) 5. Другие триозы объединяются, образуя пентозы 5 С 3 "3 С 5 И вновь включаются в цикл фиксации углерода. Суммарная реакция фотосинтеза 6 СО 2 + 6 Н 2 О " С 6 Н 12 О 6 + О 2#
Скачать презентацию Автотрофный тип обмена веществ Фотосинтез Фотосинтез
Биология Фотосинтез!.pptx