Работа 2. Схема фотосинтеза

1. В графе рассмотрите схему фотосинтеза.

Рисунок 2. Схема фотосинтеза

Процесс фотосинтеза – это цепь окислительно-восстановительных реакций, в результате которых происходит восстановление углекислого газа до уровня углеводов и выделение в атмосферу молекулярного кислорода (у зеленых и пурпурных бактерий кислород в атмосферу не выделяется).

В зависимости от условий протекания выделяют световую и темновую фазы фотосинтеза.

Первая (световая) фаза – протекает в тиллакоидах (внутренние мембраны пластид) при участии фотонов света, хлорофилла, воды, переносчиков электронов.

‑ свет активирует молекулы хлорофилла, электроны атома магния (входит в состав хлорофилла) с помощью переносчиков переносятся за пределы мембраны тиллакоидов, где накапливаются и создают отрицательно заряженное электрическое поле; процесс передачи электронов по цепи переносчиков сопровождается освобождением энергии, которая запасается в виде АТФ;

‑ под действием света происходит фотолиз воды – расщепление воды под действием света: Н₂О→Н⁺ + ОН^-

‑ гидроксильные ионы ОН^- взаимодействуют между собой, в результате чего образуется молекулярный кислород, вода и свободные электроны; 4ОН^- → 2Н₂О + О₂ + 4ē

‑ протоны водорода накапливаются внутри тилакоида и образуют положительно заряженное электрическое поле – увеличивается разность потенциалов, что активирует расположенную в мембране тиллакодов АТФ-синтетазу и приводит к образованию АТФ; синтезированные АТФ переходят в строму;

‑ протоны водорода, пройдя через протонный канал АТФ-синтетазы, присоединяют электроны с высоким энергетическим уровнем и образуют атомарный водород, который идет на восстановление универсального биологического переносчика водорода никотинамидадениндинуклеотидфосфата (НАДФ) до НАДФ.Н₂, который переходит в строму хлоропласта

В световой фазе фотосинтеза происходит: синтез АТФ (фотосинтетическое фосфорилирование), восстановление НАДФдо НАДФ.Н₂, выделение кислорода.

Темновая фаза – протекает в строме хлоропласта, может проходить как на свету, так и в темноте при участии АТФ, НАДФ.Н₂ и СО₂, и пентоз (пятиуглеродные соединения).

‑ пентоза + СО₂ → шестиуглеродное соединение → две триозы → каждая триоза + АТФ + Н (от НАДФН) → углеводы: 1) глюкоза – первичный крахмал (днем накапливается в хлорофилловых зернах, ночью превращается в сахар, который поступает в корень, стебель, семена и образует вторичный крахмал); 2) пентозы, которые вновь включаются в цикл фиксации СО, синтез полисахаридов.

В темновой фазы фотосинтеза в результате цепи биохимических реакций (цикл Кальвина) при участии пентоз, углекислого газа, НАДФ.Н₂ и энергии АТФ, образуется глюкоза, которая полимеризуется в крахмал, целлюлозу и др. вещества

Таким образом, суммарное уравнение фотосинтеза можно записать:

6СО₂ + 6Н₂О→ С₆Н₁₂О₆ + О₂

2. Используя рисунок 2, зарисуйте схему фотосинтеза в протоколы занятий. Под схемой напишите суммарное уравнение фотосинтеза с указанием где в хлоропластах и в какой фазе фотосинтеза используются/образуются углекислый газ, вода, глюкоза, кислород.