Фотосинтез и хемосинтез История изучения процесса фотосинтеза

Фотосинтез и хемосинтез

История изучения процесса фотосинтеза Ø 1771 г. – англ. химик Д. Пристли установил, что растения «исправляют» воздух, «испорченный» горящей свечой. Ø 1782 г. – Жан Сенебье показал, что растения, выделяя O 2, поглощают CO 2; предположил, что в вещество растения превращается C, входящий в состав CO 2. Ø 1779 г. – австр. врач Ян Ингенхауз обнаружил, что растения выделяют O 2 только на свету. Он погружал ветку ивы в воду и наблюдал на свету образования на листьях пузырьков кислорода. Ø 1903 г. – русский учёный К. А. Тимирязев первый обобщил все данные о фотосинтезе и дал научное объяснение этому процессу в книге “Жизнь растений»

Фотосинтез Общее определение: Фотосинтез – это процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды на свету при участии фотосинтетических пигментов. Схема фотосинтеза: Свет Хлорофилл H 2 O Световая фаза АТФ ½ O 2 НАДФ · H 2 Темновая фаза

Ø С общей точки зрения фотосинтез – это процесс образования органического вещества и кислорода из неорганических (углекислого газа и воды) под действием кванта света при участии хлорофилла. C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 → 6 CO 2 + 6 H 2 O + Е Ø С химической точки зрения фотосинтез – это окислительно– восстановительный процесс, при котором происходит восстановление углерода углекислого газа до углерода органического вещества и окисление кислорода воды, до молекулярного кислорода. C 60 H 12 O 6 + 6 O 20 → 6 C 4+O 2 + 6 H 2 O 2 - + Е Ø С энергетической точки зрения фотосинтез – это процесс поэтапной стабилизации внешней неустойчивой энергии кванта света во внутреннюю устойчивую энергию химических связей органического вещества через промежуточные формы энергии: электрона, ∆p. H, макроэргическую связь ATP и Na. DPH при участии хлорофилла. –С 6 H 12 O 6 → e → ∆p. H → ≈АТФ

Суть фотосинтеза Автотрофы – это все организмы, способные из неорганических веществ синтезировать органические, т. е. организмы, способные к фотосинтезу и хемосинтезу. К автотрофам относят растения и некоторые микроорганизмы. 6 CO 2 + 6 H 2 O + 2900 к. Дж → C 6 H 12 O 6 + 6 O 2 Вступают в процесс Результат фотосинтеза Энергия солнечного света АТФ (химическая энергия) вещества, бедные энергией — CO 2, H 2 O (N, S, P — содержащие соединения) глюкоза (вещество, богатое энергией) и O 2

Где происходит фотосинтез Ø Основное вещество, участвующее в многоступенчатом процессе фотосинтеза – хлорофилл. Именно оно трансформирует солнечную энергию в химическую. Ø Хлорофилл встроены в граны хлоропластов:

Уникальность фотосинтеза Ø Уникальность фотофизического этапа заключается в том, что здесь происходит преобразование внешней неустойчивой энергии кванта света (hυ), в более устойчивую энергию возбуждения при участии хлорофилла. Ø Уникальность фотохимического этапа заключается в том, что здесь происходит дельнейшая стабилизация энергии электронного возбуждения до лобильной связи ≈АТФ и Na. DPH через промежуточную форму энергии ∆p. H.