Железова Светлана Дмитриевна, Биологический факультет МГУ имени М.В.Ломоносова Коалиция, 2020
К какому типу обмена веществ относится фотосинтез? А дыхание? Сформулируйте определение фотосинтеза Зачем растения занимаются фотосинтезом? А дыханием? Кому присущ фотосинтез? Что необходимо, чтобы фотосинтез прошёл?
Процесс образования органических веществ (глюкозы) из воды и углекислого газа в хлоропластах на свету СО 2 +Н 2 О → С 6 Н 12 О 6 +О 2
Хлорофилльный Бесхлорофилльный Оксигенный Аноксигенный С разными типами фиксации CO 2
В 1967 г учёные смогли установить структуру хлорофилла a. Сколько видов хлорофилла бывает? Хл. a Хл. b Хл. c1 Хл. c2 Хл. d Хл. f Формула C 55 H 72 O 5 N 4 Mg C 55 H 70 O 6 N 4 Mg C 35 H 30 O 5 N 4 Mg C 35 H 28 O 5 N 4 Mg C 54 H 70 O 6 N 4 Mg C 55 H 70 O 6 N 4 Mg Где? Везде Большинство наземных растений Нек-ые водоросли Нек-ые водоросли Цианобактерии Цианобактерии
Метод разделения пигментов или аминокислот из смеси Вещества движутся по абсорбенту с разной скоростью
Световая – идёт на свету при определённой температуре Темновая – не зависит от света. НО! Зависит от продуктов световой фазы. Поэтому ночью идёт не долго (по времени). И может идти днём, при свете.
Здесь и далее- иллюстрации из учебника Петросовой для 10 класса, «Мнемозина», 2010
Где? – на мембранах тилакоидов Условия? – на свету Возбуждение молекул хлорофилла светом Передача электрона по цепи Фотолиз воды Образование кислорода Синтез АТФ Образование фермента НАДФ* H 2
- Комплекс из 20+ белков, которые передают электрон по цепи (ЭТЦ) Есть у растений, водорослей и цианобактерий Детально описана у цианобактерии в 2001 году
Функция: создание сильного окислителя ( димер хлорофилла а), чтобы окислить воду ( П 680 + ) Запускает передачу электрона по цепи Фотолиз воды (выделение кислорода и создание протонного градиента для синтеза АТФ) Защита от активных форм кислорода Расположена на спаренных мембранах тилакоидов
P680 - Пара молекул хлорофилла с максимумом поглощения в 680нм Центр передаёт электрон феофитину Феофитин – пластохинонам Цитохром b восстанавливает окисленный P680 (циклический транспорт электрона)
Есть ли кислород? Аноксигенный – у пурпурных бактерий и зелёных бактерий, а также архей. У них нет фотосистемы II, где должен происходить фотолиз воды. Фотосинтетический пигмент у таких организмов – бактериохлорофилл или бактериородопсин
Второй функциональный комплекс ЭТЦ Принимает электрон от пластоцианина Создаёт сильный восстановитель P700, который восстаналивает НАДФ+ до НАДФ*Н 2
Может д ополнительно осуществлять циклический транспорт электронов, выполняя синтез АТФ 2 ветви электронного транспорта (быстро) Расположена равномерно по всем мембранам тилакоидов
Где? – строма хлоропласта Условия? – не требуют энергии света Фиксация CO 2 Образование НАДФ + Всё АТФ тратится Образуется глюкоза
С3 – фиксируется из воздуха С4 – из малата САМ -
Растут в районах с обилием грунтовых вод, умеренным солнечным излучением, умеренной температурой 95% массы растений Земли Теряют много воды при транспирации Изменяется соотношение CO 2 : O 2 – усиливается фотодыхание Арабидопсис, рис, ячмень
= Восстановительный пентозофосфатный цикл = цикл Кальвина-Бенсона = цикл Кальвина-Бенсона- Бассама
Первые продукты – четырёхуглеродные соединения Путь фиксации CO 2 назван путём Хэтча-Слэка Все проводящие пучки листа окружены двойным слоем клеток: наружный — клетки мезофилла, внутренний — клетки обкладки.
Способны расти в более засушливых местообитаниях, при высоких температурах, в условиях засоления и недостатка CO 2 Эффективнее поглощают CO 2 Необходим высокий уровень инсоляции и больше АТФ для фиксации углерода Тропические злаки (сахарный тростник)
Свойственнен для Толстянковых Растут в районах с засу шливым климатом Ночью устьица открыты
Или космическая роль растений Появление а эробного дыхания Поглощение энергии солнца и перевод её сначала в энергию химических связей в АТФ, а затем в связи внутри глюкозы и других органических веществ Первичная продукция экосистем Появление озонового экрана (защита от УФ) Выход организмов на сушу
Процесс получения энергии Есть у всех растений Когда он идёт? (Ночью/на свету) Дышат ли семена растений?
Энергетический обмен Пластический обмен
Давайте подумаем, как эти факторы могут влиять на дыхание растений Наличие воды Температура Солнечный свет Загрязнение воздуха
На рисунке обозначены различные структуры и органы. Укажите их названия.
1. Чашелистик 2. Брактея 3. Цветоножка 4. Тычинка 5. Рыльце 6. Лепесток 7. Нектарники
1. Перидерма 2. Флоэма 3. Эндодерма 4. Первичная ксилема 5. Вторичная ксилема 6. Камбиальная зона 7. Паренхима
Придаточный корень Лист Корневой волосок Колеоптиль Главный корень
