Световая фаза фотосинтеза Цели урока: 1. Сформировать знания о фотосинтезе как о пластическом обмене веществ у растений. 2. Изучить химические реакции, - презентация

1 Световая фаза фотосинтеза Цели урока: 1. Сформировать знания о фотосинтезе как о пластическом обмене веществ у растений. 2. Изучить химические реакции, протекающие в световую фазу фотосинтеза, механизм преобразования энергии солнца в энергию химических связей.

2 План урока 1. История открытия фотосинтеза. История открытия фотосинтеза. История открытия фотосинтеза. 2. Доказательства наличия фотосинтеза. Доказательства наличия фотосинтеза. Доказательства наличия фотосинтеза. 3. Строение хлоропластов, хлорофилл. Строение хлоропластов, хлорофилл. Строение хлоропластов, хлорофилл. 4. Механизм и химизм фотосинтеза. Световая фаза. Механизм и химизм фотосинтеза. Световая фаза. Механизм и химизм фотосинтеза. Световая фаза.

3 Ван Гельмонт (голландский исследователь ): Ван Гельмонт (голландский исследователь ): Опыты с вербой: посадил ветку вербы 1,8кг в бочку с почвой 71,6кг. 5 лет ухаживал за растением, поливал водой. Через 5 лет аккуратно вытянул дерево, очистил корни от почвы и взвесил. Вес – 58,8кг, а почва весила 71кг. Почва потеряла всего 0,6кг.. Вывод – растения питаются только водой. - Водная теория питания растений. Джозеф Пристли – 1772г (английский химик): Джозеф Пристли – 1772г (английский химик): Опыты с мышами. Вывод – растения улучшают воздух и делают его пригодным для дыхания. Предположение о роли света в жизни растений. Жан Сенебье – 1800 г. (швейцарский ученый ) Жан Сенебье – 1800 г. (швейцарский ученый ) Установил, что растения разлагают углекислый газ и выделяют кислород под действием света Тимирязев К.А. – ( русский учёный) Тимирязев К.А. – ( русский учёный) Исследовал влияние различных участков спектра солнечного света на процесс фотосинтеза доказал космическую роль зелёных растений в круговороте веществ и преобразовании энергии. Доказал, что фотосинтез проходит в 2 фазы: световую и темновую. Сделал вывод, что, усваивая углерод, растение усваивает и солнечный свет, переводя его энергию, в энергию органических веществ. Историческая справка

4 Опыт Ван Гельмонта. 80 кг 2,3 кг 79 кг 943 г 76,3кг растение увеличилось в размерах и массе за 5 лет на 74 кг

5 Опыты Джозефа Пристли 1771г.

6 1 « Обнаружение кислорода, выделяющегося при фотосинтезе». Опыт 1 « Обнаружение кислорода, выделяющегося при фотосинтезе». Опыт 2 «Обнаружение крахмала при фотосинтезе»

7 Фотосинтез (Фотосинтез (от греч. photos свет и synthesis соединение) Фотосинтез- это процесс образования органических веществ из неорганических при участии световой энергии. Фотосинтез- это процесс совокупность процессов поглощения, превращения и использования световой энергии для образования органических веществ из неорганических. Фотосинтез ( Суммарное уравнение фотосинтеза

8 Строение хлоропластов Хлоропласт – двумембранный органоид двояковыпуклой формы. Это обеспечивает лучшее поглощение света. Цвет зависит от наличия хлорофилла. Количество в клетке штук. Размер: 3-4 до мкм.

9 Строение и свойства хлорофилла В состав хлоропластов входит два вида хлорофилла: В состав хлоропластов входит два вида хлорофилла: COOCH 3 COOCH 3 С 32 Н 30 ОN 4 Mg С 32 Н 30 ОN 4 Mg COOC 20 H 39 COOC 20 H 39 COOCH 3 COOCH 3 С 32 Н 28 О 2 N 4 Mg COOC 20 H 39 С 32 Н 28 О 2 N 4 Mg COOC 20 H 39 Хлорофилл а С 55 Н 72 О 5 N 4 Мg сине-зеленого цвета Хлорофилл в С 55 Н 70 О 6 N 4 Мg желто-зеленого цвета - Хлорофилл имеет зелёную окраску, нерастворим в воде, растворим в органических растворителях- спиртах, эфирах. - Хлорофилл поглощает почти все красные и сине – фиолетовые лучи. Зелёные лучи поглощаются слабо, чем и обусловлена зелёная окраска растений.

10 По современным данным фотосинтез включает два типа реакций: световые (светозависимые) и темновые (не зависящие от света). Световые реакции протекают в пространстве, ограниченном тилакоидами.. Темновые проходят в строме хлоропласта.

11 Световая фаза Протекает только под действием солнечной энергии. Реакции световой фазы происходят на мембранах тилакоидов, где располагается фотосинтезирующий пигмент хлорофилл. В световую фазу происходит несколько процессов: 1) возбуждение хлорофилла квантами света и перемещение возбужденных электронов; 2) фотолиз воды под действием света, образование кислорода и протонов водорода; 3) синтез молекул АТФ за счет энергии возбужденных электронов; 4)соединение водорода с переносчиком НАДФ + (никотинамид-адениндинуклеотидфосфат) и образование НАДФ-Н 2.

12 1) 1) Квант света поглощается фотосистемой I (Р700), возбуждённые светом электроны по цепи переносчиков переносятся на наружную сторону мембраны и создают отрицательно заряженное электрическое поле. Возникшая в Р700 «Дырка» заполняется возбуждённым под действием света электроном из фотосистемы II (680). «Дырка» в фотосистеме II заполняется электронами, образующимися в результате фотолиза воды (разрушение воды под действием света). фотосистема1 Фотосистема 2 НАДФ + НАДФН 2 СВЕТ н ē ē

13 2) Фотолиз воды А) Под действием света вода разлагается на : H 2 O H + +OH - Б) Ионы гидроксила отдают свои электроны, превращаясь в реакционно-способные радикалы ОН: OH - - e - OH В) Образующиеся электроны передаются переносчиками к молекулам хлорофилла и восстанавливают их, а ради-калы ОН объединяются, образуя воду и свободный кислород 4OH 2H 2 O + O 2 Фотолиз воды идет на внутренней поверхности мембраны тилакоида, которая непроницаема для ионов водорода. Они скапливаются в тилакоидном пространстве, в так называемом протонном (Н+)-резервуаре, образуя положительно заряженное электрическое поле, что приводит к увеличению разности потенциалов по обе стороны мембраны тилакоида

14 3) При достижении критической разности потенциалов (200 миллиВ) протоны Н+ устремляются по протонному ка- налу в ферменте АТФ-ситетаза, встроенном в мембрану тилакоида, наружу. На выходе из протонного канала создаётся высокий уровень энергии, которая идёт на синтез АТФ (АДФ + Ф = АТФ). Далее молекулы АТФ переходят в строму, где участвуют в реакциях фиксации углерода. 4). Протоны Н+, вышедшие на поверхность мембраны тила-коида, соединяются с электронами, образуя атомарный водород Н o, который идёт на восстановление переносчика НАДФ+:. 2е + 2Н + + НАДФ + = НАДФН 2.

15 Фазы фотосинт еза Процессы, происходящие в этой фазе Результаты процессов Световая фаза I. а) хлорофилл –––(свет)–––> хлорофилл * + e б) e + белки-переносчики ––> на наружную поверхность мембраны тилакоида в) НАДФ + + 2H e –––> НАДФ·H 2 Образова- ние НАДФ·H 2 II. Фотолиз воды H 2 O –––(свет)–––> H + + OH – H + –––> в протонный резервуар тилакоида OH – –––> OH – – e –––> OH –––> H 2 O и O 2 ? e + хлорофилл * –––> хлорофилл O 2 – в атмосферу III. H + протонного резервуара – источник энергии, необходимой АТФ фазе для синтеза АТФ из АДФ +Ф Н Образова- ние АТФ