Фотосинтез и хемосинтез

Фотосинтез и хемосинтез

Цель: изучить механизм процессов фотосинтеза и хемосинтеза

Задачи:

• Рассмотреть особенности процессов фотосинтеза и хемосинтеза, основные этапы этих процессов, выявить их роль
• формировать умения и навыки самостоятельной работы с различными источниками информации
• Ответственное отношение к выполняемым заданиям, патриотическое воспитание на примере работ отечественных ученых по изучению этих процессов

История изучения

процесса фотосинтеза

1771 г. – англ. химик Джозеф Пристли установил, что растения «исправляют» воздух, «испорченный» горящей свечой.

1782 г. – Жан Сенебье показал, что растения, выделяя кислород, поглощают углекислый газ; предположил, что в вещество растения превращается углерод, входящий в состав углекислого газа.

1779 г.- австр. врач Ян Ингенхауз обнаружил, что растения выделяют кислород только на свету. Он погружал ветку ивы в воду и наблюдал на свету образования на листьях пузырьков кислорода.

1903 г. - русский ученый Климент Аркадьевич Тимирязев первый обобщил все данные о фотосинтезе и дал научное объяснение этому процессу в книге « Жизнь растений »

Фотосинтез  – это процесс преобразования поглощённой энергии света в химическую энергию органических

соединений

Строение хлоропласта

Хлорофилл- сложное органическое вещество, в центре которого находится атом магния. Хлорофилл находится в мембранах тилакоидов гран, из-за чего хлоропласты приобретают зеленый цвет. Хлорофилл поглощает лучи в красной и синей областях спектра и отражает зеленые лучи, которые воспринимаются нашим глазом.

СВЕТОВАЯ

ТЕМНОВАЯ

Фазы фотосин-теза

Локализация в клетке

Световая фаза

Мембраны тилакоидов, граны хлоропластов

Процессы, происходящие в этой фазе

Результаты процессов

• а) хлорофил-(свет) → хлорофилл+е;

б) е + белки-переносчики → на наружную поверхность мембраны тилакоида

в) НАДФ +  +2Н 2 + 4е →НАДФ Н 2

• НАДФН 2
• О 2 - в атмосферу
• Образование АТФ

• Фотолиз воды (разложение)                                       Н 2 О   свет   → Н +  +ОН -  

Н + → в протонный резервуар тилакоида

ОН -   → ОН - - е → ОН

4ОН → 2Н 2 О + О 2

е+хлорофилл -------хлорофилл

3. Н + - источник энергии, необходимой АТФ фазе для синтеза АТФ из АДФ+Ф

Фазы фотосинтеза

Локализация в клетке

Темновая фаза

Процессы, происходящие в этой фазе

Строма хлоропластов

Результаты процессов

Связывание СО 2. Участвуют молекулы АТФ , синтезированные во время световой фазы и атомы Н (образованные при фотолизе), связанные с молекулами переносчиками. СО 2 присоединяется к существующим в клетке молекулам пентозы, которые функционируют в цикле Кальвина, образуются углеводы

Образование глюкозы

Значение фотосинтеза

• Фотосинтез – основа питания всех живых существ
• Ежегодно на Земле производится 150 млрд. тонн органического вещества и выделяется 200 млрд. тонн свободного кислорода
• Из кислорода образуется озоновый слой, защищающий живые организмы от ультрафиолетовой радиации
• Фотосинтез поддерживает современный состав атмосферы
• Препятствует увеличению концентрации СО 2 , предотвращая перегрев  Земли
• Растения вовлекают в круговорот миллиарды тонн азота, фосфора, серы, кальция, магния, калия и других элементов

В природе происходит ещё один процесс, при котором создаются органические вещества – это хемосинтез

С.Н. Виноградский

в 1887 году впервые открыл процесс хемосинтеза

• Хемосинтез

• Существует несколько групп хемосинтезирующих бактерий, из которых наибольшее значение имеют нитрифицирующие, серобактерии и железобактерии.
• Например, нитрифицирующие бактерии получают энергию для синтеза органических веществ, окисляя аммиак до азотистой, а затем до азотной кислоты, серобактерии — окисляя сероводород до сульфатов, водородные бактерии – окисляя водород до воды, а железобактерии — превращая закисные соли железа в окисные.
• Освобожденная энергия аккумулируется в клетках хемобактерий в форме АТФ.
• Процесс хемосинтеза, при котором из СO2 образуется органическое вещество, протекает аналогично темновой фазе фотосинтеза. Благодаря жизнедеятельности бактерий-хемосинтетиков в природе накапливаются большие запасы селитры и болотной руды

Источники информации:

Планирование к учебнику А.А. Каменского, ЕА. Криксунова, В.В. Пасечника «Введение в общую биологию и экологию»: пособие для учителя. - М.: Дрофа, 2012. - 128 с.

Пепеляева, О.А., Сунцова, И.В. Поурочные разработки по общей биологии: 9 класс. - М.: ВАКО, 2006. - 464 с. - (В помощь школьному учителю).

Сидоров Е.П. Общая биология для поступающих в вузы. Структурированный конспект. - М.: «Уникум-центр», 1997

Биология для поступающих в вузы. Под ред. Ярыгина В.Н., - М.: «Высшая школа», 1997

Петросова Р.А. Дидактический материал по общей биологии: пособие для учителей биологии – М.: «РАУБ – Цитадель». 1997

CD- диск «Уроки биологии Кирилла и Мефодия. 10-11 класс»,2005

Картинки сайтов сети Интернет.