Фотосинтез Обзорная лекция
Уникальность процесса фотосинтеза Уникальность фотосинтеза состоит в том, что во время этого процесса световая энергия превращается в химическую. • Для осуществления этого единственного в своем роде процесса был создан фотосинтетический аппарат, содержащий: 1) набор фотоактивных пигментов, способных запасать Е света в виде Е электронного возбуждения 2) аппарат преобразования Е электронного возбуждения в химическую •
Глобальная роль зеленых растений • Растения преобразуют энергию Солнца в химическую и запасают ее в виде межуглеродных связей • Образуют органическое вещество из неорганического, используя энергию Солнца, накапливают биомассу. «Это превращение простых неорганических веществ: СО 2 и воды – в органические – единственный на нашей планете естественный процесс образования органического вещества. Все органические вещества, где бы они ни встречались… образовались из веществ, сделанных листом» .
(продолжение) • Выделяют кислород, 90 -93% кислорода атмосферы образовались в результате фотосинтеза древних анаэробных организмов. Современные зеленые растения выделяют днем в 20 -30 раз больше кислорода, чем тратят на дыхание в течение суток. За счет антропогенной деятельности за последние 50 лет его использовано столько же, сколько за последний миллион лет (0, 02% атм. запаса). • Участвуют в круговороте углерода в природе. За 4 года весь углерод атмосферы (0, 03%) проходит через фотосинтез зеленых растений суши.
Продуктивность фотосинтеза • По современным оценкам, глобальная фотосинтетическая продуктивность составляет 300 – 400 млрд. т углекислоты, связываемых ежегодно в процессе фотосинтеза, что эквивалентно образованию 160 – 200 млрд т органического вещества и 100 – 150 млрд т кислорода. Из них на долю Мирового океана приходится 30 – 35%, а на долю континентов 65 – 70% первичной продукции фотосинтеза.
Фотосинтез как источник метаболитов Цикл Кальвина: ФГА и ФДА – углеводы (хлоропласт, цитоплазма); белки и жиры (цитоплазма). Эритрозофосфат – шикимовая кислота, фитогормоны, фенольные соединения. Рибоза – пурины, пиримидины, нуклеиновые кислоты. Цикл Хетча – Слэка: ФЕП – циклические аминокислоты, белки - жирные кислоты, жиры ПВК – органические кислоты (ЩУК, цитрат и др. ), аминокислоты, белки Гликолатный цикл: Рибулозобисфосфат – гликолевая кислота, глицин, серин, белки.
Фотосинтез как источник энергии • Редокс-энергия, связанная с образованием высоковосстановленных соединений • Энергия электрохимического потенциала, связанная с образованием электрических и протонных градиентов на сопрягающей мембране • Энергия фосфатных связей АТФ и других макроэргических соединений, которая затем преобразуется в энергию других органических молекул. Все эти виды химической энергии могут быть использованы для поглощения и трансмембранного переноса ионов и в большинстве реакций метаболизма, т. е. в конструктивном обмене.
ОБМЕН ВЕЩЕСТВ И ПРЕВРАЩЕНИЕ ЭНЕРГИИ В КЛЕТКЕ Обзорная лекция
Общая характеристика дыхания • Дыхание – это совокупность координированных последовательно протекающих экзергонических ОВР, ведущих к освобождению Е сложных органических веществ и фиксированию ее в богатых энергией связях АТФ. • Дыхание - центральный процесс обмена веществ, объединяющий обмен углеводов, жиров и белков. • Главные функции: поставщик Е и восстановленных коферментов, поставщик промежуточных метаболитов, регулятор различных процессов.
Общность фотосинтеза и дыхания • Идет транспорт электронов, переносчики которых локализованы в сопрягающих мембранах • Транспорт электронов сопряжен с образованием АТФ, т. е. с превращением энергии. • Одинаковые промежуточные метаболиты: ФГК, ФГА, рибулоза, ПВК, ФЕП, малат и др. • Возможность переключения с одного процесса на другой. • Оба процесса окисления и восстановления, распада и синтеза веществ • Обязательный участник обоих процессов – вода.
Отличия в фотосинтезе и дыхании • Ф. – уникальный процесс, локализованный в клетках, содержащих хлоропласты. Д. – универсальный процесс, характерный для всех клеток почти всех организмов (кроме анаэробов). • Ф. – днем, д. - круглосуточно • Ф. – образование органических веществ, удлинение углеводной цепи за счет карбоксилирования. Д. - распад органических веществ, укорочение углеводной цепи за счет декарбоксилирования.
(продолжение) • Ф. – использование Е света – фотосинтетическое фосфорилирование. Д. – энергия ОВР – субстратное и окислительное фосфорилирование. • Ф. – 97% АТФ расходуется в самих хлоропла -стах. Д. – АТФ используется для реакций и процессов, протекающих в разных компартментах клетки.
Скачать презентацию Фотосинтез Обзорная лекция Уникальность процесса фотосинтеза Уникальность
обзор фотосин..pptx