ФОТОСИНТЕЗ (от фото... и синтез), уникальный физико-химический процесс, осуществляемый на Земле всеми зелеными растениями и некоторыми бактериями и обеспечивающий. - презентация

1

2 ФОТОСИНТЕЗ (от фото... и синтез), уникальный физико-химический процесс, осуществляемый на Земле всеми зелеными растениями и некоторыми бактериями и обеспечивающий преобразование электромагнитной энергии солнечных лучей в энергию химических связей различных органических соединений. Фотосинтез играет ведущую роль в биосферных процессах, приводя в глобальных масштабах к образованию органического вещества из неорганического. В течение тысячелетий люди считали, что растение питается исключительно благодаря корням, поглощая с их помощью все необходимые вещества из почвы. Но растение, кроме того, превращает углекислый газ в кислород. Как это происходит? На этот и другие некоторые вопросы можно ответить, прочитав реферат. Я выбрала реферат на тему «Фотосинтез» так как эта тема актуальна в наши дни. Глобальные загрязнения мешают Планете «свободно дышать», а зелёные растения и некоторые бактерии выделяют свободный кислород в атмосферу, который необходим для дыхания всех живых организмов, населяющих нашу Планету. Процесс фотосинтеза, осуществляющийся в грандиозных, космических масштабах, коренным образом преобразил лик нашей планеты. Ведь кроме зеленых растений в природе нет другого источника свободного дыхания. Цели реферата: 1. Узнать имена ученых, кто впервые столкнулся с понятием «фотосинтез» 2. Узнать историю происхождения фотосинтеза 3. Узнать значение фотосинтеза в природе, а так же его космическую роль 4. Узнать где и как происходит этот процесс. Реферат содержит шесть глав. Введение Глава 1: Учёные и их открытия. - Опыт Пристли Глава 2. История фотосинтеза. Глава 3: Значение фотосинтеза в природе. Глава 4. Фотохимические реакции фотосинтеза. Общее представление о фотосистемах. Глава 5: Генетика и экология фотосинтеза. Глава 6: Зелёная архитектура. - Сколько растениям солнца надо? - Фотосинтез и урожай. - Фотосинтез и биосфера. - Процессы, происходящие в листе. Заключение Заключение содержит имена ученых, которые прилагали усилия при изучении фотосинтеза. Приложение: фотографии, которые придают реферату яркость. С помощью их читатель может наяву, а не в воображении представить полную картину действительности.

3 Как ученый-экспериментатор К.А. Тимирязев занимался прежде всего изучением фотосинтеза. Задача К.А. Тимирязева – обосновать закон сохранения энергии, который создан двумя мыслителями Гельмольцем и Робертом Майером. Блестящую мысль ученых он хотел превратить в несомненную истину, доказать солнечный источник жизни. В конце 60- х годов XIX века, когда К.А. Тимирязев приступил к решению этой задачи, физиология растении связывало разложение углекислоты не с энергией луча, а с его яркостью для нашего глаза. Он же, исходя из того, что реакция разложения углекислоты требует большой затраты энергии, искал связи этого процесса не с яркостью, а с энергией лучей, поглощаемых листом. С этой точки зрения, наиболее сильного разложения следовало ожидать в красных лучах, обладающих большей энергией и лучше поглощаемых хлорофиллом, чем лучи желтые. Повторив опыты Дрепера со всей тщательностью, он доказал, что этот автор получил максимум разложения углекислоты в желтых лучах вследствие того, что спектр в его опытах был недостаточно чист. При широкой щели спектроскопа, которую он применял, к желтой части спектра всегда примешивается значительное количество красных лучей. В чистых же монохроматических лучах разложение наиболее сильно идет в той части красных лучей, которая особенно сильно поглощается хлорофиллом. Наоборот, наиболее слабое разложение углекислого газа идет в зеленых лучах и крайних красных, которые хлорофиллом почти не поглощаются. Так была доказана связь фотосинтеза с хлорофиллом и с энергией поглощаемых им лучей. разъяснении механизма сенсибилизаторов кроется объяснение действия хлорофилла. Дальнейшие работы К.А. Тимирязева были посвящены развитию его учения о хлорофилле как поглотителе энергии для фотосинтеза и изучению свойств и образования этого пигмента. Обычно это были краткие сообщения, отличающиеся оригинальностью постановки вопросов, остроумием и изящностью их решения. Сводку всех своих работ за 35 лет К.А. Тимирязев дал в блестящей крунианской лекции о космической роли растении, прочитанной по приглашению Лондонского королевского общества.

4 Удивительная всё же закономерность: великие открытия, как правило, обычно делались совершенно случайно. Пристли искал способ очистки воздуха, испорченного горением и дыханием людей или животных. Его мучил такой вопрос: каким образом могло случиться, что атмосферный воздух, который постоянно портится, в течении несметных веков не утратил своей способности поддерживать жизнь и горение? Пристли приходит к заключению, что на поверхности нашей планеты должен существовать какой-то регулятор, процесс, обратный дыханию, процесс, улучшающий воздух. Долго искал ответ на вой вопрос Пристли, многое перепробовал, пока не сделал удивительное открытие. Метод исправления воздуха, который был испорчен горением свечи. Обычный воздух необходим для жизни как растении, так и животных, то растения и животные действуют на него одинаково. Когда Пристли поместил пучок мяты в стеклянный кувшин, опрокинутый в сосуд с водой, она продолжала расти там несколько месяцев, и он убедился, что этот воздух не тушит свечи и не вредит мыши, которую Пристли туда поместил. (В замкнутом сосуде без растения мышь быстро бы задохнулась). Официально считается, что так был открыт фотосинтез. Но фактически Пристли лишь доказал, что растения выделяют кислород. Да, по существу Пристли открыл кислород, с тем чтобы два года спустя уже сознательно (и официально) совсем в иных опытах открыть его вторично. Но так или иначе в хаосе неоформленных ещё представлении о газах – порядок вскоре навел А. Лавуазье, он же дал имя кислороду – начало открытию фотосинтеза было положено.

5 Основными условиями для протекания фотосинтеза является наличие в листе воды, углекислого газа и солнечное излучение, которое служит источником энергии. В результате фотосинтеза образуются органические вещества. В результате фотосинтеза – важнейшего физико-химического процесса – растения, используя энергию солнечных лучей, поглощают углекислый газ и другие органические вещества, необходимые для их развития, и выделяют кислород, жизненно необходимый всему живому на Земле.

6 У всех растений (начиная от водорослей и мхов и кончая современными голосеменными и покрытосеменными) прослеживается общность в структурно-функциональной организации фотосинтетического аппарата. Хлоропласты, как и остальные пластиды, содержатся только в растительных клетках. Их наружная мембрана гладкая, а внутренняя образует многочисленные складки. Между ними находятся стопки связанных с ней пузырьков, называемые гранами. В них расположены зёрна хлорофилла – зелёного пигмента, играющего главную роль в процессе фотосинтеза. В хлоропластах образуется АТФ, а так же происходит синтез белка. Строение хлоропласта: 1 – тилакоид стромы (фрет) 2 – внешняя мембрана 3 – тилакоид граны 4 – внутренняя мембрана

7 Вывод: В световую фазу фотосинтеза осуществляется три процесса: 1. Образование кислорода вследствие разложения воды. Он выделяется в атмосферу. 2. Синтез АТФ. 3. Образование атомов водорода, участвующих в образовании углеводов. Реакция хлорофилла на силу света При слабой освещенности Вывод: В темновую фазу фотосинтеза осуществляются следующие процессы: 1. Преобразование углекислого газа. 2. Образование глюкозы. Суммарное уравнение фотосинтеза:

8 С 1960 по настоящее время. Развитие исследований в области биофизики, биохимии, молекулярной биологии, генетики и физиологии фотосинтеза. В 1960 Р. Хилл и Ф. Бендалл сформулировали представление о Z-схеме фотосинтеза. В 1966 М. Хетч и К. Слэк (и одновременно российский исследователь Ю. С. Карпилов) обнаружили путь С4-дикарбоновых кислот. В 70 гг. разработана теория фотосинтетической продуктивности растений (российский физиолог растений А. А. Ничипорович). Сформулированы представления о надмолекулярных комплексах ФС I, ФС II, bf- цитохромном и АТФ-синтазном комплексах и их локализации в тилакоидных мембранах хлоропластов. Установлена структура реакционного центра основного компонента фотосинтетического аппарата у пурпурных бактерий (немецкие биофизики И. Дайзенхофер, Х. Михель и Р. Хубер; Нобелевская премия, 1988). В истории исследований фотосинтеза выделяют несколько основных этапов гг. Открытие фотосинтеза английским ученым Дж. Пристли и первые исследования по зависимости фотосинтеза от освещения, содержания хлорофилла в листе и наличия СО2в атмосфере (голландский врач Я. Ингенгауз и швейцарские естествоиспытатели Ж. Сенебье, Н. Соссюр) гг. Работы, связанные с исследованием энергетики фотосинтеза. Сформулированы основные положения о преобразовании в растении световой энергии в химическую (немецкий врач и физик Ю. Майер), о роли в этом процессе отдельных участков спектра (английский физик Д. Г. Стокс, немецкий ботаник Ю. Сакс)