Автотрофный тип обмена веществ
Типы питания живых организмов u u Автотрофы — организмы, получающие энергию за счет неорганических соединений (некоторые бактерии и все зеленые растения). Гетеротрофы — организмы, не способные синтезировать сложные органические соединения из неорганических, поэтому нуждающиеся в постоянном поступлении из окружающей среды готовых органических веществ (например, животные, грибы, многие бактерии).
Источник Углерода Неорганические соединения и углекислый газ (СО 2) Органические соединения, синтезируемые другими организмами Свет (hν) Фотоавтотрофы: растения, синезеленые водоросли и часть бактерий – зеленые и пурпурные серобактерии Фотогетеротрофы: некоторые пурпурные несерные бактерии Химический источник: окисление неорганических/ органических веществ в процессе дыхания Хемоавтотрофы: хемосинтезирующ ие азотфиксирующие бактерии Хемогетеротрофы: животные, грибы, большая часть бактерий, паразитические растения Источник энергии
3 этапа фотосинтеза фотофизический фотохимический происходит поглощение квантов света пигментами, их переход в возбуждённое состояние и передача энергии к другим молекулам фотосистемы происходит разделение зарядов в реакционном центре, перенос электронов по фотосинтетической электронотранспо ртной цепи, что заканчивается синтезом АТФ и НАДФН биохимические реакции синтеза органических веществ с использованием энергии, накопленной на светозависимой стадии - цикл Кальвина и глюконеогенез, образование сахаров и крахмала из углекислого газа воздуха Светозависимые стадии
Внутреннее строение листа
Клетки растения – под микроскопом видны хлоропласты Особенность: • При слишком интенсивном свете хлоропласты уходят на нижнюю поверхность клетки • При недостатке света поднимаются на верхнюю поверхность – ближе к свету Хлоропластам свойственно постоянное перемещение по клетке благодаря движению цитоплазмы
Трехмерное представление и микрофотография пластиды-хлоропласта Трехмерная схема расположения и взаимосвязи ламелл и гран внутри хлоропласта: 1 — граны; 2 — ламеллы
Пигменты фотосинтеза Фотосинтетические пигменты высших растений делятся на две группы: 1 – хлорофиллы 2 – каротиноиды Роль этих пигментов - поглощение света и превращение его энергии в химическую энергию Локализация: в мембранах хлоропластов, и хлоропласты обычно располагаются в клетке так, чтобы их мембраны находились под прямым углом к источнику света, что гарантирует максимальное поглощение света.
Схематическое представление об энергетических ловушках в фотосистемах I и II. Р - пигмент, те молекула первичного пигмента хлорофилла а
Сравнение циклического и нециклического пути фосфорилирования Нециклические Циклические Путь электронов нециклический Первый донор – источник электронов Вода Фотосистема I (Р 700) Последний акцептор электронов НАДФ Фотосистема I (Р 700) Продукты Полезные: АТФ, НАДФН Побочные: 02 Полезные: только АТФ Участвующие фотосистемы I и II Только I
Цикл Кальвина в темновой фазе
12 12 12 6 12 Расставим коэффициенты 6 12 6 6 В крахмал 6 6
Реакции темновой фазы 1. Карбоксилирование — с образованием неустойчивого шестиуглеродного соединения, распадающегося на 2 молекулы фосфоглицериновой кислоты. 2. Восстановление фосфоглицериновой кислоты до альдегида — триозофосфата с использованием НАДФН и АТФ. Из двух образующихся молекул триозофосфата в последующем и образуется конечный продукт фотосинтеза — глюкоза. Глюкоза в последующем может полимеризоваться в крахмал и целлюлозу. 3. Регенерация акцептора для углекислого газа — рибулозодифосфата. Из оставшихся 3 -углеродных молекул триозофосфатов через ряд промежуточных реакций, идущих с перераспределением атомов углерода и расходом энергии АТФ, образуется 5 -углеродный рибулозомонофосфат, а затем рибулозодифосфат, который снова включается в цикл.
В чем заключается космическая роль фотосинтеза? 1 - Накопление органической массы. Сахар – стойкий продукт фотосинтеза. Его производится больше, чем каких-либо других химических соединений на Земле – миллиарды тонн ежегодно Все живые организмы могут жить, лишь потребляя в виде пищи ту энергию, которую зеленые растения с помощью хлорофилла получили от Солнца и заключили в органические соединения
В чем заключается космическая роль фотосинтеза? 2 - Накопление энергии – очень важное для живой природы явление, обусловленное фотосинтезом зеленых растений, содержащих хлорофилл. Органические вещества – отличный энергоноситель. Созданные с участием хлорофилла и солнечного света углеводы, а также образованные в растениях белки и жиры содержат в химических связях много энергии. Особенно много ее в крахмале и различных сахарах
В чем заключается космическая роль фотосинтеза? 3 - Обеспечение постоянства содержания углекислого газа в атмосфере. В атмосфере Земли углекислый газ составляет 0, 03 % от объема воздуха. Эта величина удерживается на протяжении многих тысячелетий, несмотря на то что великое множество живых организмов в процессе дыхания выделяют углекислый газ. Еще больше его выделяется при гниении и разрушении мертвых тел, при извержении вулканов, пожарах, при сжигании топлива. Все это огромное количество углекислого газа поглощают зеленые растения в процессе фотосинтеза, сохраняя более или менее постоянное содержание углекислого газа в атмосфере Земли и тем самым обеспечивая возможность жизни на нашей планете.
В чем заключается космическая роль фотосинтеза? 4 - Накопление кислорода в атмосфере. В настоящее время кислород воздуха в Из кислорода, выделяемого растениями при атмосфере занимает 21 % его объема. Как фотосинтезе, на высоте примерно 25 км над побочный продукт фотосинтеза кислород поверхностью Земли под действием солнечной ежегодно поступает в атмосферу в огромном радиации образуется озон. Он задерживает часть количестве (70 -120 млрд т). Благодаря этому ультрафиолетовых лучей (коротковолновых), которые губительно действуют на живые все организмы на Земле – бактерии, грибы, организмы. Озоновый слой, окутывающий Землю, животные, в том числе человек и сами создает благоприятные условия для жизни растения, – могут дышать и осуществлять свои организмов жизнедеятельные процессы. В древние времена, когда на нашей планете еще не было растений, не было и кислорода в атмосфере.
В чем заключается космическая роль фотосинтеза? 5 - Создание почвы на Земле. Органические вещества, образованные зелеными растениями, потребляются живыми существами суши. Отходы процессов жизнедеятельности организмов, продукты гниения и разложения мертвых тел (растений, животных, грибов, бактерий) и их отдельных частей (опавшие листья, отмершие корни, корневые волоски, обильные корневые выделения), попадая в верхний слой земной поверхности и разлагаясь там, принимают участие в создании уникального природного образования – почвы.
Хемосинтез – процесс образования органических соединений из неорганических за счет энергии окислительновосстановительных реакций. Способностью к хемосинтезу обладают лишь некоторые микроорганизмы (хемосинтезирующие бактерии) 1888 г. - Сергей Николаевич Виноградский, выдающийся русский микробиолог открыл хемосинтез
Азотфиксирующие (клубеньковые) бактерии – переводят почвенный азот с доступную для усвоения растениями форму: 2 NH 2 + 302 = 2 HNO 2 + 663 к. Дж 2 HNO 2 + O 2 = 2 HNO 3 + 142 к. Дж Серные бактерии – участвуют в природном круговороте серы: 2 H 2 S + O 2 = 2 H 2 O + 2 S + 272 к. Дж 2 S + 3 O 2 + H 2 O = 2 H 2 SO 4 + 636 к. Дж Водородные бактерии – окисляют водород до воды: 2 H 2 + O 2 = 2 H 2 O + 235 к. Дж Хемосинтезирующие бактерии играют важную роль в круговороте веществ в природе и обра зовании полезных ископаемых.
Скачать презентацию Автотрофный тип обмена веществ Типы питания живых
30 Автотрофный тип обмена веществ.ppt