Фотосинтез результаты процесса

Объяснение такого объемного материала, каким является фотосинтез, лучше проводить на двух спаренных уроках тогда не теряется целостность восприятия темы Урок необходимо начать с истории изучения фотосинтеза, строения хлоропластов и проведения лабораторной работы по изучению хлоропластов листа После этого необходимо перейти к изучению световой и темновой фаз фотосинтеза При объяснении реакций, происходящих этих фазах, необходимо составить общую схему. Фотосинтез происходит две фазы световую и темновую Во время световой фазы накапливается энергия, необходимая для синте за органических веществ, происходящего темновой фазе. Бесплатные экскурсии музей Пиявки Международный Центр Медицинской Пиявки приглашает посетить музей и узнать о пользе и вреде пиявок, их выращивании, гирудотерапии, лечебной косметике и многом другом Подробнее. Десять лет спустя учёные поняли, что растение не просто превращает углекислый газ кислород Углекислый газ необходим растениям для жизни, он служит для них настоящей пищей вместе с водой и минеральными солями. Воздушное питание растений называется фотосинтезом Кислород процессе фотосинтеза выделяется качестве необычного продукта. Миллиарды лет назад на земле не было свободного кислорода Весь кислород, которым дышат почти все живые существа нашей планеты, выделен растениями процессе фотосинтеза Фотосинтез сумел изменить весь облик нашей планеты.

Этот факт не привлекал внимания исследователей до тех пор, пока Ван Ниль не сделал смелого сообщения и не предложил следующего суммарного уравнения фотосинтеза. В этом уравнении Н 2 А представляет собой либо воду, либо другое окисляемое вещество, например, сероводород или свободный Н 2 У зеленых растений и водорослей Н 2 А Н 2 О То есть ван Ниль предположил, что Н 2 О, а не углекислота, разлагается при фотосинтезе Эта блестящая идея, выдвинутая тридцатые годы, экспериментально была доказана позднее, когда исследователи, использую тяжелый изотоп O 2 18O 2, проследили путь кислорода от воды до газообразного состояния. Таким образом, для водорослей или зеленых растений, у которых вода служит донором электронов, суммарное уравнение фотосинтеза записывается следующим образом. Лист осуществляет три важных процесса фотосинтез, испарение воды и газообмен В процессе фотосинтеза листьях из воды и двуокиси углерода под действием солнечных лучей синтезируются органические вещества Днем, результате фотосинтеза и дыхания, растение выделяет кислород и двуокись углерода, а ночью только двуокись углерода, образующуюся при дыхании. Тимирязев доказал, что источником энергии для фотосинтеза служат преимущественно красные лучи спектра На это указывает спектр поглощения хлорофилла, где наиболее интенсивная полоса поглощения наблюдается красной, и менее интенсивное синефиолетовой части. Применение изотопного метода анализа показало, что кислород, возвращаемый атмосферу 16О принадлежит воде, а не углекислому газу воздуха, котором преобладает другой его изотоп 15О При дыхании живых клеток окисление свободным кислородом органических веществ внутри клетки до углекислого газа и воды необходимо поступление из атмосферы кислорода и возвращение углекислоты Этот газообмен также основном осуществляется через устьичный аппарат. Объем темновых реакций возрастает с увеличением температуры, но только до 30о, а затем начинает падать На основании этого факта предположили, что темновые реакции катализируются ферментами, поскольку обмен ферментативных реакций, таким образом, зависит от температуры В последствие оказалось, что данный вывод был сделан неправильно. Фотосинтез растениях осуществляется хлоропластах Он включает преобразования энергии световой процесс, превращение вещества темновой процесс Световой процесс происходит гилакоидах, темновой строме хлоропластов Обобщенное циркулирование фотосинтеза выглядит следующим образом. Ежегодно результате фотосинтеза на Земле образуется 150 млрд тонн органического вещества и выделяется около 200 млн тонн свободного кислорода. Пока человек не стал широко использовать уголь, большая часть потребляемой им тепловой энергии получалась от сжигания древесины В настоящее время древесина шире используется как строительный материал и источник получения бумаги, чем качестве топлива, хотя интерес к последнему опять возрастает Независимо от того, как используется древесина, необходимо помнить, что содержащиеся ней энергия и сухое вещество накапливаются благодаря процессу фотосинтеза В связи с этим рациональное ведение лесного хозяйства должно быть направлено на повышение количества продуктов фотосинтеза на единицу земной поверхности и эффективности их превращения растительный материал.

Которая показывает, что выделяющийся кислород образуется из воды Похожим уравнением описывается и хемосинтез серобактерий. На скорость фотосинтеза влияют многие факторы Основными из них являются интенсивность света, концентрация кислорода и углекислого газа, температура окружающей среды Состояние, когда скорость выделения кислорода растением равна скорости его дыхания, называется точкой компенсации. Пожелтение, или хлороз листьев результат их неспособности увеличивать или сохранять содержание хлорофилла Всесторонним изучением установлено, что это явление зависит от ряда внутренних и внешних факторов. С02 поступает преимущественно через устьица, хотя небольшое количество, повидимому, диффундирует через кутикулу и эпидермальные клетки. Фотосинтез коры у большинства видов невелик, составляет 5 общего у тополя дельтовидного, но фотосинтез ветвей и коры очень важен для некоторых растений засушливой зоны Ряд пустынных кустарников, сбрасывающих листья сухое время года, имеет устойчивые фотосинтетически активные стволы и ветви Например, Cercidium microphyllum находится безлистном состоянии большую часть года, и его зеленые ветви могут вырабатывать до 40 всех ежегодных продуктов фотосинтеза.

Фотосинтетическая способность часто значительно различается у разных видов, а также среди разновидностей, клонов и особей одного вида, но разного происхождения Такое разнообразие обычно связано с основными различиями метаболизме или анатомической структуре листьев Кроме того, разные виды и разновидности одного вида заметно различаются по развитию кроны, поэтому образование большего количества листьев или более продолжительный вегетационный период часто компенсируют низкую интенсивность фотосинтеза на единицу листовой поверхности или сухой массы. Повышение интенсивности фотосинтеза после 9 апреля отчасти могло быть отнесено за счет увеличения ассимилирующей поверхности у обоих видов Однако значительное увеличение с 14 февраля до 9 апреля нельзя объяснить этой причиной, так как к 9 апреля новая листва еще не распустилась Это увеличение должно было происходить результате восстановления фотосинтетической активности уже имевшейся хвои Уменьшение фотосинтеза после максимума, наблюдавшегося середине сезона, было вызвано у обоих видов не потерей хвои, а скорее пониженной фотосинтетической способностью существовавшей хвои. Это процесс поглощения солнечной энергии с ее аккумуляцией и использованием для проведения химических реакций Такое сложное, почти лабораторное определение, дано процессу усвоения растениями и некоторыми видами бактерий полезных веществ Присутствующие на их поверхности клетки собирают солнечную энергию и используют ее для преобразования неорганических веществ органические Осуществляется он у растений хлоропластах Эти клетки могут располагаться как на поверхности листьев, так и стебля Следует отметить, что выделение кислорода не является обязательной составляющей данного процесса. Методы обучения репродуктивные вступительные слова учителя, частичнопоисковые самостоятельная работа группах с познавательными материалами, проблемный метод при решении проблемных заданий. Развивающие развивать детях способность к логическому мышлению, умение работать со схемами, устанавливать связь между внутренним строением органа и его функциями. И с нежными цветами над травой слайд 1 Листья это не только часть побега, но и своеобразные, уникальные.

И сегодня на уроке нам предстоит очень не простая задача раскрыть механизмы этого биологического процесса. Кто из вас догадался о каком процессе идет речь Конечно о фотосинтезе. Тема урока Фотосинтез Записывается тема урока на доске ученики листочках. Давайте удалим хлорофилл и попробуем ещё раз обработать лист йодом А как это осуществить расскажут Женя и Настя с, которым мы вместе провели этот опыт. Ученики от каждой лаборатории выходят с листочками и демонстрируют свои результаты.

Фотосинтез это процесс, протекающий зелёных листьях растений растений на свету, при котором из углекислого газа и воды образуются органические вещества и кислород от греч фото свет, синтез образование. На слайде Фотосинтез это процесс, протекающий хлоропластах листьев растений на свету, при котором из углекислого газа и воды образуются органические вещества и кислород. И транспортируется из листьев по всему растению Органические вещества которые вырабатываются процессе фотосинтеза нужны для питания всех частей растения, от корней до цветков и плодов Чем больше солнечной энергии и углекислого газа будет получать растение тем больше органических веществ оно будет образовывать В некоторых тканях растения растворимый сахар вновь становиться крахмалом и может откладываться прозапас например клубнях картофеля. Мы ответили на все вопросы, а теперь проверим сами себя, как пригодятся нам полученные знания при решении биологических задач. Задание Прочитайте текст письма Найдите ошибки, допущенные автором письма Исправьте ошибки. Здравствуйте, юные биолухи С приветом к вам Алёша Перепуткин Я великий знаток процесса фотосинтеза А, вы, знаете его Фотосинтез происходит корнях и листьях, только ночью, когда никто не мешает В ходе этого процесса образуется вода а кислород расходуется Луна посылает свою энергию и клетках образуются органические вещества сначала крахмал а потом сахар В процессе фотосинтеза выделяется много энергии, поэтому растения не боятся холода зимой Без фотосинтеза мы бы задохнулись, так как не было бы обогащения атмосферы углекислым газом Перепуткин А 09. Как вы считаете, какое время суток лучше собирать листовые овощи салат, укроп, петрушку и почему. И озоновый слой будет нас защищать Сегодня на уроке вы хорошо работали. Природа любит загадывать загадки С одной из таких загадок столкнулся английский химик Джозеф Пристли В 1771 году он провёл оригинальный и смелый эксперимент Он посадил на подоконник двух мышек и плотно прикрыл их стеклянными колпаками Через некоторое время одна из мышек погибла, а вторая продолжала жить И мышки были одинаковыми, и колпаки. Кислород таком большом количестве растению не нужен, и его излишки удаляются наружу через устьица Так воздух, которым мы дышим, постоянно добавляется живительный кислород И чем больше будет на Земле растений, тем легче нам будет дышат.

Фотосинтез процесс образования хлоропластах на свету органических веществ из неорганических веществ углекислого газа и воды. В оранжереях и теплицах часто специально насыщают воздух углекислым газом С какой целью это делают. Учитель А как сказывается загрязненность воздуха пылью и газами на интенсивности процесса фотосинтеза выслушиваются варианты ответов учеников. Существует ли взаимосвязь между сбором листовых овощей укроп, шпинат, салат, и и временем суток Почему ответ вечером к это время накапливается максимум органических веществ, образованных днем процессе фотосинтеза, а ночью происходит отток этих веществ другие органы. Замечено, что ягоды, собранные солнечный день, слаще Объясните, почему. Почему при недостаточном поливе замедляется рост растений и снижается урожай. А пожелтевших листьях возможен фотосинтез нет, к них разрушен хлорофилл.

Человек среднем за сутки потребляет 430 кислорода и выделяет 800 углекислого газа Какое количество кислорода нужно сутки жителям города 1 млн человек Какое количество углекислого газа при этом выделится Сколько га леса работает на жителей этого города, если 1 га поглощает столько углекислого газа, сколько выделяет 200 человек. Ребята, а вы можете способствовать поддержанию кислорода вашем городе А что вы можете сделать. Синие надо подумать, догадаться Возможен ли фотосинтез плодах растений Ответ поясните. Зеленые выполнив его, вы сможете всех удивить на следующем уроке Происходит ли фотосинтез у красных водорослей. Значит, решил Пристли, листья растения постоянно обновляют воздух и делают его пригодным для дыхания Когда англичане узнали про опыты Пристли, стране началось небывалое увлечение комнатными растениями Все вдруг захотели с их помощью оздоровлять воздух своих домах Комнаты ломились от обилия герани фикусов, бегонии и других зеленых помощников Мода на комнатные растения из Англии перекинулась соседние страны. Познавательная задача Шестиклассник, узнав, что из воды и углекислого газа на солнечном свету образуется крахмал, решил получить его Он поставил сифон с газированной водой а газированная вода это смесь углекислого газа и воды на яркий солнечный свет Образовался ли крахмал сифоне Что необходимо для образования крахмала Значит главный участник процесса фотосинтеза это хлорофилл. Хлорофилл самое удивительное вещество на земле Он придает листьям зеленый цвет его называют цветом жизни. Задание Рассмотрите опыты с растением герань пеларгония и сделайте вывод Опыт.

Водное растение элодею поставим на яркий свет Через некоторое время на освещенных листьях появятся пузырьки газа Соберем пузырьки пробирку, затем опустим неё тлеющую лучину Лучина вспыхивает и ярко горит Какой вывод из этого следует. В процессе фотосинтеза из простых неорганических соединений С0 2 Н 2 0 строятся различные органические вещества В результате происходит перестройка химических связей вместо связей С О и Н О возникают связи С С и С Н, которых электроны занимают более высокий энергетический уровень Таким образом, богатые энергией органические вещества, которыми питаются и за счет которых получают энергию процессе дыхания животные и человек, первоначально создаются зеленом листе Можно сказать, что практически вся живая материя на Земле является результатом фотосинтетической деятельности. Датой открытия процесса фотосинтеза можно считать 1771 Английский ученый Дж Пристли обратил внимание на изменение состава воздуха вследствие жизнедеятельности животных В присутствии зеленых растений воздух вновь становился пригодным как для дыхания, так и для горения В дальнейшем работами ряда ученых Я Ингенгауз, Ж Сенебье, Т Соссюр, Ж Б Буссенго было установлено, что зеленые растения из воздуха поглощают С0 2 из которого при участии воды на свету образуется органическое вещество Именно этот процесс 1877 немецкий ученый В Пфеффер назвал фотосинтезом Большое значение для раскрытия сущности фотосинтеза имел закон сохранения энергии, сформулированный Р Майером В 1845 Р Майер выдвинул предположение, что энергия, используемая растениями, это энергия Солнца, которую растения процессе фотосинтеза превращают химическую энергию Это положение было развито и экспериментально подтверждено исследованиях замечательного русского ученого К А Тимирязева. Фотосинтез от фото и синтез, образование высшими растениями, водорослями, фотосинтезирующими бактериями сложных органических веществ, необходимых для жизнедеятельности как самих растений, так и всех др организмов, из простых соединений например, углекислого газа и воды за счёт энергии света, поглощаемой хлорофиллом и др фотосинтетическими пигментами Один из важнейших биологических процессов, постоянно и огромных масштабах совершающийся на нашей планете В результате фотосинтеза растительность земного шара ежегодно образует более 100 млрд органического веществ около половины этого количества приходится на долю Ф растений морей и океанов, усваивая при этом около 200 млрд CO 2 и выделяя во внешнюю среду около 145 млрд свободного кислорода Полагают, что благодаря Ф образуется весь кислород атмосферы Ф единственный биологический процесс, который идёт с увеличением свободной энергии системы все остальные за исключением хемосинтеза осуществляются за счёт потенциальной энергии, запасаемой продуктах Ф Количество энергии, ежегодно связываемой фотосинтезирующими организмами океана и суши около 3 10 21 дж, во много раз больше той энергии, которая используется человечеством около 3 10. Фаза первичных превращений и запасания энергии процессе фотосинтеза. В основе фотосинтеза растений лежит окислительновосстановительный процесс, котором 4 электрона и протона поднимаются от уровня окислительновосстановительного потенциала, соответствующего окислению воды 0, 8 до уровня, соответствующего восстановлению CO 2 с образованием углеводов 0, 4 При этом увеличение свободной энергии реакции восстановления CO 2 до уровня углеводов составляет 120 ккал моль, а суммарное уравнение Ф выражается. В предшествующие эпохи условия для фотосинтеза на Земле были более благоприятны связи с сильным перевесом восстановительных процессов над окислительными Постепенно огромные количества восстановленного углерода органических остатках оказались захороненными недрах Земли, образовав громадные залежи горючих ископаемых В результате этого атмосфере сильно снизилось относительное содержание углекислого газа до 0, 03 объёмных и повысилось содержание кислорода что существенно ухудшило условия для. Следствием появления на Земле мира фотосинтезирующих растений и непрерывного новообразования ими больших количеств богатых энергией органических веществ явилось развитие мира гетеротрофных организмов бактерий, грибов, животных, человека потребителей этих веществ и энергии В результате процессе дыхания, брожения, гниения, сжигания органические соединения стали окисляться и подвергаться разложению таких же количествах, каких образуют их высшие растения, водоросли, бактерии На Земле установился круговорот веществ, котором сумма жизни на нашей планете определяется масштабами Ф В текущем геологическом периоде антропогеновом размеры фотосинтетической продуктивности на Земле, вероятно, стабилизировались Однако связи с бурно возрастающим использованием продуктов фотосинтеза основным её потребителем человеком приходится думать о предстоящем истощении горючих ископаемых, пищевых, лесных ресурсов и Недостаточна фотосинтетическая мощность современной растительности для регенерации атмосферы растительность Земли не способна полностью усваивать весь углекислый газ относительное содержание его атмосфере за последние 100 лет медленно, но неуклонно возрастает, дополнительно поступающий окружающую среду результате бурно возрастающих масштабов добычи и сжигания горючих ископаемых. Реакции, вызываемые светом, происходят на фотосинтетических мембранах гран хлоропластов.

Данный процесс происходит внутри тилакоидов складках внутренней мембраны хлоропластов Из тилакоидов формируются граны стопки мембран. Значение фотосинтеза В процессе фотосинтеза образуется свободный кислород, который необходим для дыхания организмов. Весь процесс фотосинтеза протекает зеленых пластидах хлоропластах Различают три вида пластид лейкопласты бесцветные, хромопласты оранжевые, хлоропласты зеленые Именно хлоропластах сосредоточен зеленый пигмент хлорофилл. Незеленые организмы, например грибы, лишены пластид Эти растения не обладают способностью к фотосинтезу В процессе эволюции дифференциация пластид произошла очень рано Правда, у фотосинтезирующих бактерий пластид еще нет, их роль выполняют внутрицитоплазматические мембраны пурпурные бактерии или особые структуры хлоросомы, локализованные на мембранах зеленые бактерии Это наиболее примитивная организация фотосинтетического аппарата Однако уже у водорослей имеются специальные образования хроматофоры, которых сосредоточены пигменты, они разнообразны по форме спиральные, ленточные, виде пластинок или звезд Высшие растения характеризуются вполне сформировавшимся типом пластид форме диска или двояковыпуклой линзы Приняв форму диска, хлоропласты становятся универсальным аппаратом фотосинтеза. Важным свойством хлоропластов является их способность к движению Хлоропласта передвигаются не только вместе с цитоплазмой, но способны и самопроизвольно изменять свое положение клетке Скорость движения хлоропластов составляет около 0, 12 мкм с Хлоропласты могут быть распределены клетке равномерно, однако чаще они скапливаются около ядра и вблизи клеточных стенок Большое значение для расположения хлоропластов клетке имеют направление и интенсивность освещения При малой интенсивности освещения хлоропласты становятся перпендикулярно к падающим лучам, что является приспособлением к лучшему их улавливанию При высокой освещенности хлоропласты передвигаются к боковым стенкам и поворачиваются ребром к падающим лучам В зависимости от освещения может также меняться и форма хлоропластов При более высокой интенсивности света их форма становится ближе к сферической. Вместе с тем роль хлоропластов не ограничивается их способностью к фотосинтезу В определенных случаях они могут служить источником питательных веществ Е Р Гюббенет Хлоропласты содержат большое количество витаминов, ферментов и даже фито гормонов частности, гиббереллина и абсцизовой кислоты В условиях, при которых ассимиляция исключена, зеленые пластиды могут играть активную роль процессах обмена веществ Известно, что присутствие листьев, помещенных условия, исключающие фотосинтез закрывание землей, улучшает рост растений Показано благоприятное влияние листьев на процесс сращивания привоя и подвоя Все сказанное еще раз подчеркивает многообразную роль, которую играют зеленые пластиды жизни растительного организма. Фотосинтезирующими органоидами зеленых растений служат хло ропласты Структурной и функциональной единицей хлоропластов являются тилакоиды плоские мембранные мешочки, уложенные стопки граны На мембранах тилакоидов расположены особые комплексы, которые входят молекулы хлорофилла, а также переносчиков электронов цитохромов Хлорофилл обладает особой химической структурой, которая позволяет ему улавливать кванты света Существует несколько видов молекул хлорофилла, различающихся по длине волны улавливаемых квантов Основными ловцами световых частиц являются хлорофиллы а1 с длиной волны улавливаемых квантов 700 нм и а11 680 нм Другие пигменты выполняют вспомогательную роль.

Во время световой фазы накапливается энергия, необходимая для синтеза органических веществ, происходящего темновой фазе. Первичная атмосфера Земли момент возникновения жизни состояла, повидимому, из азота, аммиака, метана, водорода и паров воды, но почти не содержала кислорода Когда океане появились первые фотосинтезирующие прокариоты, а затем и эукариотические водоросли, атмосфера стала постепенно насыщаться кислородом Когда содержание кислорода атмосфере достигло 1 от нынешнего так называемая точка Пастера, у организмов, живших то время, появилась возможность использовать его процессах окисления органических соединений для получения энергии Таким образом возникло клеточное дыхание см 90, 91, которое дало живым существам во много раз больше энергии, чем бескислородные процессы Произошла так называемая великая кислородная революция Кислорода стало достаточно для того, чтобы мог возникнуть озоновый слой, защитивший от смертоносного действия ультрафиолета поверхности водоемов и суши Организмы, освоив новые, выгодные энергетические процессы, стали заселять поверхностные слои водоемов, тогда как до этого им приходилось существовать на больших глубинах, чтобы не подвергаться воздействию ультрафиолетовых лучей Теперь у фототрофов фотосинтез стал проходить более интенсивно, так как чем меньше слой воды, тем лучше он освещается солнцем Виды живых существ, перешедшие к клеточному дыханию, резко усилили все процессы жизнедеятельности Это, по всей видимости, способствовало ускорению прогрессивной эволюции Многократно возросло количество видов, обитающих воде Через какоето время первые живые существа вышли на сушу, надежно защищенные от ультрафиолета озоновым слоем атмосферы. Из сказанного видно, что жизнь во всем своем современном многообразии смогла сформироваться только благодаря процессу фотосинтеза, приведшему к образованию кислородной атмосферы и накоплению огромной массы органических соединений, ставших основой питания для гетеротрофных организмов. Каменский А А Криксунов Е В Пасечник В В Биология 10 класс Отправлено читателями с интернетсайта. Онлайн библиотека с учениками и книгами, планиконспекти уроков с Биологии 10 класса, книги и учебники согласно календарного плана планирование Биологии 10 класса.

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите. Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь Образовательный форум. Здравствуйте, уважаемые читатели блога репетитора биологии по Скайпу. Еще лежит снег, а Солнце сегодня припекает даже не повесеннему загорать можно. В школе, начиная с уроков по естествознанию, затем курсе ботаники, а затем и курсе общей биологии, изучению фотосинтеза уделяется значительное место Но, как репетитор по биологии вынужден обратить ваше внимание, что на экзамене именно по этой теме большинство из вас допускают много ошибок И основная ошибка, как выяснилось, заключается часто непонимании самой сути этого жизненно важного процесса.

СкажИте, как вы считаете, к какому типу клеточных реакций следует отнести фотосинтез К энергетическому или пластическому обмену. Это так называемое фотосинтетическое фосфорилирование фото фосфорилирование, осуществляемое хлоропластах Хлоропласты это такое расчудесное чудо Только они на Земле способны работать на нескончаемом энергетическом топливе энергии Солнца. Эта схема без какойлибо сложной начинки Она отражает лишь самое основное, саму суть процесса что, где, когда. Создание отрицательно заряженного электрического поля снаружи тилакоидов за счет электронов хлорофилла перешедших на более высокий энергетический уровень под действием квантов света. Эта схемка ещё удобна для запоминания тем, что если строго под ней написать упрощенную схему энергетического обмена, то можно четко увидеть, что это два идентичных процесса с точностью до наоборот. Имеет ли смысл разбираться с циклом Кальвина Уйдёт немало времени как Вы думаете может всплыть на экзамене. Борис Садыков 05Май2017 Здравствуйте, Елена По резусу противоречий нет А вот по группам крови у данных. Фотосинтез процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды при участии энергии солнечного света от греч фото свет, синтез образование.

Зеленый цвет растений это цвет химического вещества хлорофилла от греч хлорос зеленый, филос лист, который находится пластидах клетки хлоропластах Это вещество играет фотосинтезе главную роль Процесс фотосинтеза многоступенчатый Он запускается, когда на молекулу хлорофилла попадает частица света фотон В процессе фотосинтеза выделяют две фазы Световая фаза идет только на свету и более длительная, темновая, свете не нуждается В световой фазе выделяется кислород, образуется энергия, темновой фазе синтезируется углевод глюкоза. Учитель задает вопрос классу Какое вещество при обработке раствором йода окрасится синий цвет. При обсуждении результатов опыта учащиеся приходят к выводу, что листьях на свету образуется крахмал, а темноте крахмал не образуется. Учащиеся предлагают, что если улучшить условия необходимые для фотосинтеза, то скорость его протекания увеличится. Фотосинтез протекает хлоропластах клеток растений В хлоропластах содержится пигмент хлорофилл, который участвует процессе фотосинтеза и придает растениям зеленый цвет Отсюда следует, что фотосинтез протекает только зеленых частях растений. Когда клетках протекает фотосинтез, хлоропластах и на их мембранах идут различные реакции Свет нужен не для всех из них Поэтому выделяют две фазы фотосинтеза световую и темновую Для темновой фазы свет не нужен, и она может происходить ночью. Фотосинтез синтез органических веществ из углекислого газа и воды с обязательным использованием энергии света. Фотосинтез протекает две фазы световую идущую только на свету, и темновую, которая идет как темноте, так и на свету. Световая фаза фотосинтеза осуществляется хлоропластах, где на мембранах расположены молекулы хлорофилла. Строение хлоропласта окрыты двумя мембранами Наружная мембрана гладкая, внутренняя имеет выросты внутрь тилакоиды Стопки коротких тилакоидов называются граны они увеличивают площадь внутренней мембраны, чтобы расположить на ней как можно больше ферментов фотосинтеза.

Хемосинтезирующие бактерии способствуют накоплению почве минеральных веществ, улучшают плодородие почвы, способствуют очистке сточных вод. Живая природа настолько рационально решает проблемы эффективного улавливания солнечной энергии, ее преобразования и запасания удобной для биологического потребления форме, что до сих пор не удается воспроизвести основные этапы фотосинтеза искусственных системах Первичное улавливание и преобразование энергии света при фотосинтезе происходит с непременным участием хлорофилла, что было выявлено уже классических работах К А Тимирязева, показавшего, что именно та часть солнечного света, которая поглощается хлорофиллом, эффективно инициирует процесс фотосинтеза. Бактериальный реакционный центр состоит из трех полипептидов с молекулярной массой от 24 000 до 32 000, на которых расположены молекулы одного из представителей хлорофиллов бактериохлорофилла Бхл и две молекулы его безмагниевого производного бактериофеофитина Бфф Две из четырех молекул Бхл расположены настолько близко друг к другу около 3 Б, что формируют компактное образование димер П, а четыре другие одиночные молекулы пигментов образуют две симметричные по отношению к П цепочки БхлБфф Энергия электронного возбуждения, полученная результате поглощения света пигментами самого реакционного центра или результате ее миграции от светособирающих комплексов, локализуется конечном счете на П Возбужденный П, обозначаемый как П, за время около 10 12 сек передает свой электрон на одну из одиночных молекул пигмента, так что результате образуется первичное состояние с разделенными зарядами П Бфф Это состояние обладает очень коротким временем жизни около 10 8 сек вследствие возможного возврата электрона от Бфео к П Однако вероятность этого процесса очень низка благодаря более быстрому 2 1010 сек прямому переносу от Бфео к стабильному акцептору электрона, получившему название Q При этом образуется состояние П БфеоQ, время жизни которого уже составляет около 103 сек Необходимо отметить очень высокую эффективность описанных стадий фоторазделения зарядов Так, квантовая эффективность, то есть доля поглощенных квантов, вызвавших перенос электрона, близка к 100 Энергетическая эффективность, то есть доля энергии возбуждения, запасенной результате фотохимического акта, составляет свыше 90 для первой стадии переноса электрона и около 50 70 для второй Об изумительном совершенстве этой уникальной биологической машины свидетельствует, например, тот факт, что с такой же эффективностью фотоперенос электрона реакционном центре осуществляется даже при температуре жидкого гелия. Растения испаряют или трансперируют очень большое количество воды Испарение воды является одной из причин восходящего тока Вследствие испарения воды растением нем накапливаются минеральные вещества, и происходит полезное для растения понижение температуры во время солнечного нагрева Иногда трансперация снижает температуру растения на. Применение изотопного метода анализа показало, что кислород, возвращаемый атмосферу 16 О принадлежит воде, а не углекислому газу воздуха, котором приобладает другой его изотоп 15 О При дыхании живых клеток окисление свободным кислородом органических веществ внутри клетки до углекислого газа и воды необходимо поступление из атмосферы кислорода и возвращение углекислоты Этот газообмен также основном осуществляется через устьичный аппарат. В результате фотосинтеза углеводах запасается энергия солнечного света. Из уравнения видно, что кислород молекул воды освобождается, а водород идет на образование глюкозы, которая дальнейшем превращается крахмал В процессах фотосинтеза, протекающих клетках некоторых бактерий, источником водорода служит не вода, а другие вещества например, сероводород. Существенной частью биологического аппарата для использования энергии света является хлорофилл Хлорофилл очень похож на гем его молекула также содержит порфириновый цикл.

Свет действует на агрегаты хлорофилл вода хлорофилл, вызывает отделение электрона от одной из частиц комплекса, вода обеспечивает разделение зарядов. В фотосинтетическом аппарате растений действуют две системы переносчиков и содержится хлорофилл двух видов, немного различающихся между собой Свет с большей длиной волны 700 нм действует на электроны хлорофилла типа а система, обозначенная на рис 22 цифрой I Другая система обозначенная цифрой II содержит хлорофилл b и фикобилиновые пигменты Она поглощает свет с меньшей длиной волны 680 нм Именно системе II разлагается вода и выделяется кислород В каждой системе имеется по 200250 молекул хлорофилла только одна из них системе II, получая энергию фотона, передает электрон дальше к веществу Q, остальной хлорофилл работает как светоулавливающее устройство. В конце концов часть электронов может вернуться на путь, ведущий от переносчика Q к системе I, осуществив тем самым круговое движение электронов. Рибулозодифосфат, реагируя с диоксидом углерода, поступающего из внешней среды, превращается сначала шестиуглеродное соединение, которое затем распадается на два трехуглеродных фрагмента 3фосфоглицерата. Развитие фотосинтетических аппаратов знаменовало собой начало совершенно нового периода эволюции форм жизни на Земле Появились новые виды живых существ, резко изменились условия питания, состав атмосферы началось обогащение ее кислородом Синтез органических веществ растениях и водорослях обеспечил пищей гетеротрофные организмы из остатков растений под влиянием химических и биологических факторов начали образовываться массы ископаемых углей Накопления таких отложений, как нефть и сланцы, это тоже результат фотосинтетической деятельности. Лишь очень небольшая часть энергии, падающей на лист, используется им для целей фотосинтеза, эта часть не превышает 1 И тем не менее общая продукция фотосинтеза на Земле колоссально велика Биохимики называют фотосинтез самым крупным из химических процессов на Земле Действительно, продукция фотосинтеза за год 10 11 органического углерода 100 раз превышает ежегодную мировую продукцию угольной и нефтяной промышленности энергия, которую накапливают фотосинтетические машины организмах, 10000 раз превышает энергию воды, используемую гидростанциях всего мира, и 100 раз энергию сгорания угля. А как это осуществить расскажут Женя и Настя с, которым мы вместе провели этот опыт. Мы ответили на все вопросы, а теперь проверим сами себя, как пригодятся нам полученные знания при решении биологических задач. Почему повышается урожай огурцов теплице, если неё впустить очищенный от копоти заводской.

Вспомните сказку К Чуковского Как крокодил солнце проглотил Представьте, что так случилось К чему это может привести. Вы очаровали меня своими знаниями, умением работать команде, мыслить, рассуждать. Ваше домашнее задание на отдельных листочках Выберите любые 5 вопросов или задания по своему желанию и ответьте на. При ответе не забудьте прокомментировать опыт, пользуясь рисунком на слайде Ответ не должен превышать 2 минуты Удачи. Задание Рассмотрите опыты с растением герань пеларгония и сделайте вывод.

Объясните, почему огурцы, выращенные на навозной грядке, дают больше урожай, чем при выращивании грунте. Познавательная задача Шестиклассник, узнав, что из воды и углекислого газа на солнечном свету образуется крахмал, решил получить его Он поставил сифон с газированной водой а газированная вода это смесь углекислого газа и воды на яркий солнечный свет Образовался ли крахмал сифоне Что необходимо для образования крахмала Значит главный участник процесса фотосинтеза это хлорофилл. В результате фотосинтеза образуется около 150 млрд тонн органического вещества и при близительно 200 млрд тонн кислорода ежегодно Этот процесс обеспечивает круговорот углерода биосфере, не давая накапливаться углекислому газу и препятствуя тем самым возникновению парникового эффекта и перегреву Земли Образующиеся результате фотосинтеза органические вещества не расходуются другими организмами полностью, значительная их часть течение мил лионов лет образовала залежи полезных ископаемых каменного и бурого угля, нефти В послед нее время качестве топлива начали использовать также рапсовое масло биодизель и спирт, полученный из растительных остатков Из кислорода под действием электрических разрядов об разуется озон, который формирует озоновый экран, защищающий все живое на Земле от губи тельного действия ультрафиолетовых лучей. Скорость темновых реакций, напротив, возрастает с повышением температуры, однако по достижении температурного порога 30 С этот рост прекращается, что свидетельствует о фер ментативном характере указанных превращений, происходящих строме Следует отметить, что свет также оказывает на темновые реакции определенное влияние, несмотря на то, что они на зываются темновыми. Для характеристики фотосинтеза используется понятие его продуктивности. Важнейшими фотохимическими реакциями такого рода являются, несомненно, реакции фотосинтеза протекающие растениях К А Тимирязев, результате тщательного изучения этого явления с несомненностью установил, что синтез углеводов из углекислого газа и воды осуществляется растениями за счет энергии солнечного света поглощаемого ими, и что к этому процессу полностью применим закон сохранения энергии Работы К А Тимирязева нанесли решительный удар идеалистическим теориям, по которым такой синтез происходит под действием особой жизненной силы. Процесс синтеза органических веществ из неорганических происходит две фазы, которые условно можно назвать световая и темновая Первая стадия проходит на свету, при этом расщепляется вода и выделяется кислород а вторая стадия без участия света и именно на ней происходит синтез углекислого газа до сахара и крахмала. Так, если предварительно обескрахмаленный зеленый лист закрыть черной фотографической бумагой и вырезать бумаге надпись, затем выставить этот лист на солнечный или сильный искусственный свет, то фотосинтез и образование крахмала будут происходить только освещенных участках листа В этом легко убедиться, обесцветив лист путем кипячения со спиртом и обработав затем его водным раствором иода иодистом калии, дающим с крахмалом синее или фиолетовое окрашивание Освещавшиеся участки листа, содержащие крахмал, окрасятся при этом темный цвет. Приведенное выше суммарное уравнение фотосинтеза не дает представления о той сложной цепи окислительновосстановительных реакций и фотохимических процессов, которые происходят при фотосинтезе Согласно современным данным процесс фотосинтеза состоит из трех этапов.

Это явление частичного восприятия световой энергии хлорофиллом а так сказать из вторых рук получило дальнейшее развитие и объяснение после того, как было открыто, что хлорофилл а присутствует живой клетке виде форм с различными спектрами поглощения и различными фотохимическими функциями Одна форма хлорофилла а, максимум поглощения у которой находится при 700 нм, принадлежит к пигментной системе, получившей название фотосистема 1, вторая форма хлорофилла а, у которой максимум поглощения находится при 680 нм, принадлежит к пигментной системе 2 И первой и во второй фотосистемах не все молекулы пигментов непосредственно участвуют химическом процессе фотосинтеза Из 300 молекул хлорофилла, а также ряда молекул других пигментов, имеющихся основной фотосинтетической единице хлоропластов квантосоме, почти все играют роль антенны, поглощающей световую энергию и передающей ее реактивному центру, который фотосистеме 1 представляет собой молекулу хлорофилла аР700 а фотосистеме 2 молекулу хлорофилла аР680 В фотосистеме 1 поглощенная световая энергия воспринимается каротиноидами и затем передается через посредство хлорофилла b, хлорофиллов а 600, 670, 678, 685, 690 и 705720 реактивный центр, содержащий молекулу хлорофилла а 700 В фотосистеме 2 поглощенная каротиноидами световая энергия посредством хлорофилла Ь, хлорофиллов а 660, 670, 678 и 685 передается реактивному центру, содержащему молекулу хлорофилла а 680 У красных и синезеленых водорослей передаче световой энергии, поглощенной каротиноидами, участвуют фикобилины. Существенные результаты, проливающие свет на природу первичных продуктов, образующихся при фотосинтезе, получены с помощью изотопной методики В этих исследованиях растения ячменя, а также одноклеточные зеленые водоросли Chlorella и Scenedesmus получали качестве источника углерода углекислый газ, содержавший меченый радиоактивный углерод 14C После чрезвычайно кратковременного облучения подопытных растений, исключавшего возможность вторичных реакций, исследовалось распределение изотопного углерода различных продуктах фотосинтеза Было установлено, что первый продукт фотосинтеза фосфоглицериновая кислота вместе с тем при весьма кратковременном облучении растений наряду с фосфоглицериновой кислотой образуется незначительное количество фосфоенолпировиноградной и яблочной кислот Например, опытах с одноклеточной зеленой водорослью Sceriedesmus после фотосинтеза, продолжавшегося пять секунд, 87 изотопного углерода было обнаружено составе фосфоглицериновой кислоты, 10 фосфоенолпировиноградной кислоте и 3 яблочной кислоте Повидимому, фосфоенолпировиноградная кислота является продуктом вторичного превращения фосфоглицериновой кислоты При более длительном фотосинтезе, продолжающемся 1560 секунд, радиоактивный углерод 14C обнаруживается также гликолевой кислоте, триозофосфатах, сахарозе, аспарагиновой кислоте, аланине, серине, гликоколе, а также белках Позже всего меченый углерод обнаруживается глюкозе, фруктозе, янтарной, фумаровой и лимонной кислотах, а также некоторых аминокислотах и амидах треонин, фенилаланин, тирозин, глютамин, аспарагин Таким образом, опыты с усвоением растениями углекислого газа, содержащего меченый углерод, показали, что первым продуктом фотосинтеза является фосфоглицериновая кислота. Ответы учащихся организмы непрерывно обмениваются энергией и веществом с окружающей средой. Учитель Что является источником энергии для всех этих видов активности живых организмов. Учитель Итак, органические вещества источники энергии для жизнедеятельности клетки А где берут их организмы. Фотосинтез единственный процесс биосфере, ведущий к увеличению энергии биосферы за счет внешнего источника Солнца и обеспечивающий существование как растений, так и практически всех гетеротрофных организмов. По современным данным фотосинтез включает два типа реакций световые светозависимые и темновые не зависящие от света Световые реакции территориально привязаны к пространству, ограниченному тилакоидами Т они происходят на мембранах хлоропластов Темновые проходят строме хлоропласта. Растения поглощают углекислый газ, образовавшийся при дыхании, и выделяют кислород продукт жизнедеятельности растений см Гликолиз и дыхание К тому же, фотосинтез играет важнейшую роль круговороте углерода природе.

Кажется удивительным, что при всей важности фотосинтеза ученые так долго не приступали к его изучению После эксперимента ВанГельмонта, поставленного XVII веке, наступило затишье, и лишь 1905 году английский физиолог растений Фредерик Блэкман Frederick Blackman, 1866 1947 провел исследования и установил основные процессы фотосинтеза Он показал, что фотосинтез начинается при слабом освещении, что скорость фотосинтеза возрастает с увеличением светового потока, но, начиная с определенного уровня, дальнейшее усиление освещения уже не приводит к повышению активности фотосинтеза Блэкман показал, что повышение температуры при слабом освещении не влияет на скорость фотосинтеза, но при одновременном повышении температуры и освещения скорость фотосинтеза возрастает значительно больше, чем при одном лишь усилении освещения. На основании этих экспериментов Блэкман заключил, что происходят два процесса один из них значительной степени зависит от уровня освещения, но не от температуры, тогда как второй сильно определяется температурой независимо от уровня света Это озарение легло основу современных представлений о фотосинтезе Два процесса иногда называют световой и темновой реакцией, что не вполне корректно, поскольку оказалось, что, хотя реакции темновой фазы идут и отсутствии света, для них необходимы продукты световой фазы. Фотосинтез начинается с того, что излучаемые солнцем фотоны попадают особые пигментные молекулы, находящиеся листе, молекулы хлорофилла Хлорофилл содержится клетках листа, мембранах клеточных органелл хлоропластов именно они придают листу зеленую окраску Процесс улавливания энергии состоит из двух этапов и осуществляется раздельных кластерах молекул эти кластеры принято называть Фотосистемой I и Фотосистемой II Номера кластеров отражают порядок, котором эти процессы были открыты, и это одна из забавных научных странностей, поскольку листе сначала происходят реакции Фотосистеме II, и лишь затем Фотосистеме. Световая энергия процессе фотосинтеза превращается доступную для всех организмов энергию химических связей органических веществ, запасаемую продуктах фотосинтеза простые углеводы, крахмал и другие полисахариды В процессе фотосинтеза зеленые растения и цианобактерии выделяют кислород, который используется при дыхании организмов зеленые и пурпурные бактерии кислород не выделяют.

 

© Copyright 2017-2018 - academy-schools-7.ru