Фотосинтез, его значение

ФОТОСИНТЕЗ
(греч. рhotos – свет, synthesis - соединение)
ассимиляционный процесс, в ходе которого в присутствии света из неорганических веществ СО2 и Н2О синтезируется органическое соединение С6Н12О6 с выделением О2.
Уравнение фотосинтеза впервые составил
в 1840 г. франц. ученый Ж.Буссенго
свет
6 СО2 + 6 Н2О = С6Н12О6 + 6 О2.

ФОТОСИНТЕЗ – процесс трансформации световой энергии в энергию химических связей органических молекул (К.А.Тимирязев).
ФОТОСИНТЕЗ – самый важный из всех процессов жизнедеятельности растения, обеспечивающий ему автотрофное существование.

Процесс фотосинтеза состоит из 2-х фаз:
Световой – протекает в тилакоидах хлоропласта с участием пигментов (хл и каротиноидов), Н2О и сопровождается образованием О2 и энергетических молекул АТФ и НАДФН;
Темновой – протекает в строме хлоропласта с участием ферментов, энергетических молекул, СО2 и сопровождается образованием глюкозы С6Н12О6.

Роль фотосинтеза для растения – это образование органических молекул (углеводов) и дальнейшее обеспечение обмена веществ.

Фазы фотосинтеза (схема)

Планетарная роль процесса фотосинтеза
1. Накопление органики – 150 млрд.т
в год (урожай).
2. Источник О2 – 200 млрд. т /год.
3. Поддерживает концентрацию СО2 в атмосфере на уровне 0,03%.
4. Образование озона (О3) и озонового слоя.
5. Обеспечивает круговорот «С», процессы горения и разложения органики.

2. Лист как орган фотосинтеза имеет
морфологические, анатомические и биохимические особенности.
Морфологические:
1. Большая площадь листовой пластинки для улавливания света.
2. Наличие проводящих пучков (жилок) для доставки воды.

Листья растения Виктории
(сем-во Кувшинковые),
диаметром до 4 м, выдерживают 75 кг

Анатомические:
1. Наличие эпидермиса с вакуолями, хорошо пропускающими свет.
2. Наличие устьиц, регулирующих скорость поступления СО2.
3. Развитие столбчатой паренхимы с клетками, имеющими много хлоропластов.
4. Развитие губчатой паренхимы с межклеточным пространством, что обеспечивает хороший газообмен.

СТРОЕНИЕ ЛИСТА

Биохимические:
Присутствие в клетках главных органоидов процесса – хлоропластов.
2. Нахождение в хлоропластах фотосинтезирующих пигментов.

3. ПИГМЕНТЫ (лат. рigmentum - краска) – это вещества, избирательно поглощающие свет в видимой части спектра.
1) ХЛОРОФИЛЛЫ (а, b, c, d):
Хлорофилл А - С55H72O5N4Mg – основной, сине-зеленого цвета.
Хлорофиллы поглощают солнечные лучи:
в основном в красной области спектра –
650-700 нм и отчасти в синей – 450 нм.
Роль хлорофиллов:
Обеспечивать процессы световой фазы.

2) КАРОТИНОИДЫ – жирорастворимые пигменты желтого (ксантофиллы), оранжевого и красного цвета (каротины).
Имеют максимум поглощения солнечных лучей – сине-фиолетовый – 400-500 нм.
Роль каротиноидов:
1. Обеспечивают дополнительное поглощение квантов света и световую фазу.
2. Защищают хлорофиллы от разрушения.

4. ОСОБЕННОСТИ СВЕТОЛЮБИВЫХ РАСТЕНИЙ
Пониженная концентрация хлорофилла в листе.
Светлоокрашенные листья.
Простые, рассеченные и сложные листья.
Ярко выраженная листовая мозаика листьев («ажурная» крона).
Хорошо растут только при хорошем освещении.

ЛИСТОВАЯ МОЗАИКА

ОСОБЕННОСТИ ТЕНЕВЫНОСЛИВЫХ РАСТЕНИЙ
Повышенная концентрация пигментов в листе.
Темноокрашенные листья.
Простые листья. Сомкнутая крона, не выражена листовая мозаика.
Могут хорошо расти в затенении.