Общая характеристика фотосинтеза

Тема: Фотосинтез.

Лекция 10-12

Дополнительная литература:

Н.Н. Овчинников, Н.М. Шиханова. Фотосинтез. М., 1972

Пигменты пластид зеленых растений и методика их исследований. Под ред. Сапожникова. Изд-во "Наука", М. - Л., 1964.

И.А. Шульгин. Солнечная радиация и растение. Изд-во "Гидромет", Л., 1967.

Ю.С. Насыров. Фотосинтез и генетика хлоропластов. Изд-во "Наука", М., 1975.

Вопросы к теме:

Общая характеристика фотосинтеза.

Лист как орган фотосинтеза.

Пластиды (хлоропласты, хромопласты), хлорофиллы, каротиноиды.

Световая фаза фотосинтеза.

Фотосистема 1.

Фотосистема П.

Фотолиз воды или реакция Хилла.

Темновая фаза фотосинтеза или цикл Кальвина (С-₃ путь фотосинтеза).

С-₄ путь фотосинтеза.

САМ-фотосинтез.

Фотодыхание.

Характеристика основных показателей фотосинтеза: интенсивности и продуктивности.

Усвоение растением фотосинтетически активной радиации.

Условия, влияющие на интенсивность и продуктивность фотосинтеза.

Пути повышения продуктивности фотосинтеза.

Суточный ход фотосинтеза у светолюбивых и теневыносливых растений.

Роль зеленых растений в природе.

Жизнь на нашей планете обеспечивается энергией фотонов, содержащейся в солнечном излучении. Эта энергия (кванты солнечного света - физическая форма энергии) поглощается фотоавтотрофными организмами - в подавляющем большинстве являющимися растениями. Поглощение или абсорбция энергии осуществляется специфическими молекулами - пигментами, которые способны ее превращать в энергию химических связей. В дальнейшем поглощенная и преобразованная энергия тратится автотрофами на присоединение молекулы углекислого газа к органической молекуле, то есть на синтез органического вещества из неорганического. Общеизвестна реакция фотосинтеза:

6СО₂ + 6 Н₂О = С₆ Н ₁₂О₆ + 6О₂

Фотосинтез состоит из двух сопряженных процессов:

Окисления воды до кислорода

Восстановления углекислого газа водородом воды до полисахаридов.

Многие годы предполагали, что кислород освобождается из молекулы углекислого газа, но изучение процесса фотосинтеза у микроорганизмов и выявление у них способности использовать в качестве доноров электронов не воду, а другие водородсодержащие вещества, позволило установить, что кислород получается в результате разложения воды.

Оказалось, что процесс фотосинтеза состоит из двух фаз:

световой, в которой разлагается вода под действием энергии солнца, абсорбированной пигментами, и происходит запасание энергии в виде химических связей в макроэргических молекулах (АТФ и НАДФ),

темновой, в которой происходит собственно синтез органических веществ (глюкозы, а затем крахмала) из углекислого газа за счет использования энергии, накопившейся в световой фазе.