Современная теория фотосинтеза

Содержание

Слайд 2

План:

1. Световая фаза фотосинтеза.
2. Метаболизм углерода при фотосинтезе (темновая фаза).
3. Особенности

План: 1. Световая фаза фотосинтеза. 2. Метаболизм углерода при фотосинтезе (темновая фаза).
фотосинтеза у С3- и С4 – растений.
4. Фотосинтез по типу толстянковых (САМ-фотосинтез).

Слайд 3

Литература основная:

Алехина Н.Д., Балнокин Ю.В., Гавриленко В.Ф. и др. Физиология растений. М.:

Литература основная: Алехина Н.Д., Балнокин Ю.В., Гавриленко В.Ф. и др. Физиология растений.
Колос, 2005.- 548 с.
Третьяков Н.Н. и др. Физиология и биохимия сельскохозяйственных растений. М., Колос. 2000. – 640 с.
А.Т. Мокроносов, В.Ф. Гавриленко, Т.В. Жигалова Фотосинтез. Физиолого-экологические и биохимические аспекты.- М.:Академия, 2006. – 448 с.

Слайд 4

Фотосинтез – процесс образования из углекислого газа и воды органических веществ и

Фотосинтез – процесс образования из углекислого газа и воды органических веществ и
высвобождения молекулярного кислорода, процесс трансформации поглощенной энергии света в химическую энергию органических соединений.

Слайд 6

Структурная формула хлорофилла

Структурная формула хлорофилла

Слайд 7

Хлорофиллы

Хлорофиллы

Слайд 8

Каротиноиды

Фикобилины

Каротиноиды Фикобилины

Слайд 9

Спектры поглощения

ФАР : 380 – 710 нм

Каротиноиды: 400-550 нм главный максимум: 480

Спектры поглощения ФАР : 380 – 710 нм Каротиноиды: 400-550 нм главный
нм

Хлорофиллы:
в красной области спектра 640-700 нм
в синей - 400-450 нм

Слайд 10

Фотосистемы

Фотосистема – это комплекс молекул, локализованный в мембранах тилакоидов, состоящий из фотосинтезирующих

Фотосистемы Фотосистема – это комплекс молекул, локализованный в мембранах тилакоидов, состоящий из фотосинтезирующих пигментов и белков-переносчиков.
пигментов и белков-переносчиков.

Слайд 11

Строение мембраны тилакоида

Строение мембраны тилакоида

Слайд 12

Начинается все с того. что в молекулах пигмента квант света «возбуждает» один

Начинается все с того. что в молекулах пигмента квант света «возбуждает» один из электронов.
из электронов.

Слайд 13

2Н2О

О2

4Н+

е

Пластохинон

Цитохром b

АТФ

АДФ + Ф

Цитохром f

Пластоцианин

Ферредоксин

Редуктаза

НАДФ*Н + Н

НАДФ+

е

Световая фаза фотосинтеза
Нециклический транспорт электронов

http://bannikov.narod.ru/images/fotnogot.gif

е

е

е

е

е

е

е

е

е

2Н2О О2 4Н+ е Пластохинон Цитохром b АТФ АДФ + Ф Цитохром

Слайд 14

2Н2О

О2

4Н+

е

Пластохинон

Цитохром b

АТФ

АДФ + Ф

Цитохром f

Пластоцианин

Ферредоксин

Редуктаза

НАДФ*Н + Н

НАДФ+

е

Световая фаза фотосинтеза
Нециклический транспорт электронов

http://bannikov.narod.ru/images/fotnogot.gif

е

е

е

е

е

е

е

е

е

2Н2О О2 4Н+ е Пластохинон Цитохром b АТФ АДФ + Ф Цитохром

Слайд 15

Световая фаза фотосинтеза

1. Активация
хлорофилла
2. Фотолиз воды
3. Синтез АТФ
4. Восстановление
НАДФ+ до

Световая фаза фотосинтеза 1. Активация хлорофилла 2. Фотолиз воды 3. Синтез АТФ
НАДФ*Н +Н

Слайд 16

С3 – путь фотосинтеза
(цикл Кальвина)

1.Карбоксилирование

CH2O~P
|
CO
|
CH2O
|
CH2O
|
CH2O~P

+ CO2

1,5-РДФ

CH2O~P
|
CH2O
|
CОOH

2

РДФ-карбоксилаза

3-ФГК

С3 – путь фотосинтеза (цикл Кальвина) 1.Карбоксилирование CH2O~P | CO | CH2O

Слайд 17

2.Фаза восстановления

CH2O~P
|
CH2O
|
CОOH

3-ФГК

2

+ АТФ

CH2O~P
|
CH2O
|
CОO~P

+ АДФ

1,3-ДФГК

фосфоглицераткиназа

2


CH2O~P
|
CH2O
|
CОO~P

1,3-ДФГК

2

+ HAДФ . Н2

CH2O~P
|
CH2O
|
CОH

3-ФГA

2

+ HAДФ

~P

+

2.Фаза восстановления CH2O~P | CH2O | CОOH 3-ФГК 2 + АТФ CH2O~P

Слайд 18

3. Фаза регенерации первичного акцептора СО2 и синтеза
конечных продуктов фотосинтеза.

CH2O~P
|
CH2O
|
CОH

3-ФГA

триозофосфатизомераза

CH2O~P
|
CO
|
CH2OH

ФДA

CH2O~P
|
CH2O
|
CОH

CH2O~P
|
CO
|
CH2OH

3-ФГAльдегид

ФДAцетон

+

CH2O~P
|
CO
|
CH2O
|
CH2O
|
CH2O
|
CH2O~P

Фруктоза-1,6-ДФ

альдолаза

3. Фаза регенерации первичного акцептора СО2 и синтеза конечных продуктов фотосинтеза. CH2O~P

Слайд 19

CH2O~P
|
CO
|
CH2O
|
CH2O
|
CH2O
|
CH2O~P

Ф-1,6-ДФ

Конденсации и перестройки
С4, С5, С6 и С7 - сахарофосфатов

Гексозомонофосфат

Крахмал и сахара

Рибулозофосфат

Рибулозодифосфат

CH2O~P | CO | CH2O | CH2O | CH2O | CH2O~P Ф-1,6-ДФ
(РДФ)

АТФ

АДФ

Из световых
реакций

Слайд 20

«Сравнение световой и темновой фаз фотосинтеза»

«Сравнение световой и темновой фаз фотосинтеза»

Слайд 21

кукуруза

просо

кукуруза просо

Слайд 22

сорго

Сахарный тросник

сорго Сахарный тросник

Слайд 23

Щетинник

Просо куриное

Щирица

Щетинник Просо куриное Щирица

Слайд 24

Структурные особенности С4 растений: поперечный разрез
листа кукурузы (по В.Я.Александрову, 1961)

эпидермис; 2

Структурные особенности С4 растений: поперечный разрез листа кукурузы (по В.Я.Александрову, 1961) эпидермис;
– межклетники; 3 – мезофилл;
4 – проводящий пучок; 5 - клетки обкладки

Слайд 25

СH2
||
CO~P
|
COOH

+ CO2

COOH
|
CH2
|
CO
|
COOH

Фосфоенол-
пировиноград-
ная кислота

Щевелево-
уксусная
кислота

COOH
|
CH2
|
CHOH
|
COOH

- H3PO4

яблочная

СH2 || CO~P | COOH + CO2 COOH | CH2 | CO
кислота (малат)

COOH
|
CH2
|
CHNH2
|
COOH

аспарагиновая кислота (аспартат)

+ HAДФ . Н

+ HAДФ . Н

+ NH3

Цикл Хетча и Слэка

Фермент - ФЕП-карбоксилаза

1. Карбоксилирование (мезофилл)

Слайд 26

Цикл Хетча и Слэка

2. Декарбоксилирование и
синтез углеводов (клетки
обкладки проводящих пучков)

COOH

Цикл Хетча и Слэка 2. Декарбоксилирование и синтез углеводов (клетки обкладки проводящих
|
CH2
|
CHOH
|
COOH

+ HAДФ

+ HAДФ . Н

CH3
|
CO
|
COOH

+ CO2

яблочная кислота
(малат)

пировиноградная
кислота (пируват)

+ АТФ

СH2
||
CO~P
|
COOH

Фосфоенол-
пировиноград-
ная кислота

Цикл Кальвина

в мезофилл

Слайд 27

+ CO2

ФЕП

ПВК

ЩУК

малат

+ АТФ

+ HAДФ . Н

малат

ПВК

мезофилл

Обкладка сосудистого пучка

ФГК

CO2

HAДФ . Н

АТФ

Схема кооперативного действия

+ CO2 ФЕП ПВК ЩУК малат + АТФ + HAДФ . Н
кле-
ток мезофилла и обкладки сосудистого
пучка у С4 - растений

Слайд 28

С3 - растения

С4 - растения

Сравнительная характеристика С3 и С4 растений

Происхождение и основное

С3 - растения С4 - растения Сравнительная характеристика С3 и С4 растений
местообитание

Умеренная зона

Тропическая и субтропическая зона

мезофилл

Дифференцирован на столбчатую
и губчатую ткань

Дифференцирован на основной
мезофилл и клетки обкладки
сосудистого пучка

Хлоропласты

Гранальные

Гранальные и агранальные

Слайд 29

С3 - растения

С4 - растения

Сравнительная характеристика С3 и С4 растений

Первичные продукты фотосинтеза

ФГК,

С3 - растения С4 - растения Сравнительная характеристика С3 и С4 растений
ФГА (трехуглеродистые
соединения)

Щевелево-уксусная кислота,
аспартат, малат (четырехуглеродистые
соединения

Первичный акцептор СО2

Рибулезодифосфат

Фосфоенолпируват

Слайд 30

С3 - растения

С4 - растения

Сравнительная характеристика С3 и С4 растений

Ключевой фермент

РДФ -

С3 - растения С4 - растения Сравнительная характеристика С3 и С4 растений
карбоксилаза

ФЕП - карбоксилаза

Световое насыщение фотосинтеза

0,003 – 0,01 %

0 – 0,0005 %

СО2 – компенсационный пункт

При средней освещенности

Не достигается даже при полном
солнечном свете

Слайд 31

С3 - растения

С4 - растения

Сравнительная характеристика С3 и С4 растений

Наблюдаемое фотодыхание

Есть

нет

Продуктивность

С3 - растения С4 - растения Сравнительная характеристика С3 и С4 растений

медленный

быстрый

Отток ассимилятов

Средняя (20-30 т/га)

Высокая (80 т/га)

Имя файла: Современная-теория-фотосинтеза.pptx
Количество просмотров: 139
Количество скачиваний: 0