Конспект занятия по биологии на тему Пластический обмен. Фотосинтез, хемосинтез.

ФОТОСИНТЕЗ. ХЕМОСИНТЕЗ.
ФОТОСИНТЕЗ — это совокупность процессов синтеза органических соединений из неорганических с использованием энергии солнечного света.
К ФОТОСИНТЕЗУ СПОСОБНЫ зелёные растения, цианобактерии, пурпурные и зелёные серобактерии, растительные жгутиковые.
Фотосинтез происходит в хлоропластах на ТИЛАКОИДАХ. На мембранах тилакоидов имеются частицы (реакционные центры) двух типов – ФС-1, ФС-2. В частицах находится хлорофилл и другие пигменты, ферменты и переносчики электронов – белки - цитохромы. ● ХЛОРОФИЛЛЫ. По структуре они похожи на гем гемоглобина, но вместо железа содержат магний.
Хлорофилл аI поглощает свет длиной волны 700 нм и является основным пигментом. Хлорофилл а Il поглощает свет длиной волны 680 нм.
Хлорофилл b встречается у зелёных растений. Хлорофилл с — у диатомовых и бурых водорослей. Хлорофилл d – у красных водорослей. Бактерии имеют особые бактериохлорофиллы.
ФОТОСИНТЕЗ БАКТЕРИЙ отличается от фотосинтеза растений тем, что: • у бактерий донором водорода является сероводород, а у растений — вода. Бактериальный фотосинтез НЕ СОПРОВОЖДАЕТСЯ ВЫДЕЛЕНИЕМ О2. У бактерий есть только фотосистема 1 и имеет место циклическое фосфорилирование.
СУМАРНОЕ УРАВНЕНИЕ БАКТЕРИАЛЬНОГО ФОТОСИНТЕЗА:
6СО2+ 12Н2S → С6Н12О6 + 12S + 6Н2О.
● Фотосинтез можно подразделить на две фазы: световая и темновая
►СВЕТОВАЯ ФАЗА ФОТОСИНТЕЗА.
● У РАСТЕНИЙ И ЦИАНОБАКТЕРИЙ, имеющих ФС– 1 и ФС– 2, имеет место нециклическое фосфорилирование .
Квант света выбивает электроны из хлорофилла ФС – 1 и ФС – 2.
► ФОТОСИСТЕМА I.
Возбуждённая молекула а700 отдаёт электрон по цепи переносчиков коферменту НАДФ, который восстанавливается до НАДФ ∙ Н2. Молекула а700 окисляется и превращается в а 700+:
свет _
хлорофилл а 700 → хлорофилл а700+ + ē

► ФОТОСИСТЕМА II.
Электрон из молекулы хлорофилла а680 по системе переносчиков переходит в фотосистему I и восстанавливает молекулу а700+. При этом происходит образование АТФ. Молекула а700 становится вновь способной поглощать свет.
Молекула хлорофилла а680 восстанавливается за счёт электронов, отщепляемых от молекулы воды в процессе фотолиза. Молекулы воды расщепляются на протоны водорода и молекулярный кислород, который выделяется в атмосферу. Электроны используются для восстановления хлорофилла а680+. ● УРАВНЕНИЕ ФОТОЛИЗА ВОДЫ:
2Н2О → 4Н+ + О2 ↑ + 4ē.
Протоны взаимодействуют с молекулой НАДФ, образуя комплекс НАДФ ▪Н2
Во время световой фазы фотосинтеза образуются богатые энергией соединения: АТФ и НАДФ∙Н2, которые используются в темновой фазе для синтеза органических веществ.
● ОБЩЕЕ УРАВНЕНИЕ НЕЦИКЛИЧЕСКОГО ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ:
Н2О + НАДФ + 2АДФ + 2Ф → 1/2О2 + НАДФ∙Н2 + 2АТФ.
► ТЕМНОВАЯ ФАЗА ФОТОСИНТЕЗА.
Протекает во внутренней среде хлоропластов как на свету, так и без него. В результате СО2 восстанавливается до органических веществ, за счёт использования энергии АТФ и НАДФ∙Н2 накопленных в световую фазу. Существуют разные пути восстановления. Основным из них является ЦИКЛ КАЛЬВИНА.
● ОБЩЕЕ УРАВНЕНИЕ ТЕМНОВОЙ ФАЗЫ:
6СО2 + 12НАДФ∙Н2 + 18АТФ → С6Н12Об + 12НАДФ + 18АДФ + 18Ф + 6Н2О.
На скорость фотосинтеза оказывают влияни: интенсивность света, наличие влаги, минеральных веществ, температура, концентрация СО2, и др.
● ОБЩЕЕ УРАВНЕНИЕ ФОТОСИНТЕЗА: 6СО2 + 6Н2О → С6Н12О6 + 6О2.
В синтезированное орг. Вещ-во переводится лишь 1-2 % солнечной энергии.
ХЕМОСИНТЕЗ.
● ХЕМОСИНТЕЗ — это совокупность реакций синтеза органических веществ из неорганических с использованием энергии, выделяющейся при окислении неорганических соединений (сероводорода, серы, азотистой кислоты, оксидных соединений железа и марганца). Хемосинтез открыл ВИНОГРАДСКИЙ в 1887 г. ● ХЕМОСИНТЕЗИРУЮЩИЕ ОРГАНИЗМЫ:
► НИТРИФИЦИРУЮЩИЕ БАКТЕРИИ окисляют образующийся при гниении органических в-в NH3 до нитрита и нитрата (нитрозомонас, нитробактер). В водоёмах, вода которых содержит Н2S, живут ► БЕСЦВЕТНЫЕ СЕРОБАКТЕРИИ. Они окисляют сероводород и накапливают в своих клетках серу. ► ЖЕЛЕЗОБАКТЕРИИ переводят железо Fе2+ в железо Fе3+, участвуя в круговороте железа в природе. ►ВОДОРОДНЫЕ БАКТЕРИИ используют в качестве источника энергии реакции окисления молекулярного водорода до воды. Энергия, выделяемая при окислении указанных выше соединений, используется бактериями-хемосинтетиками для восстановления СО2, до органических веществ.