Фотосинтез как основа энергетики биосферы

Первый слайд презентации: Фотосинтез как основа энергетики биосферы

Изображение слайда

Слайд 2: ВОПРОСЫ: 1. Планетарная роль фотосинтеза. 2. Физико-химическая сущность фотосинтеза. 3. Лист как орган фотосинтеза. 4. Хлоропласты, их строение и функции, пигменты хлоропластов

ВОПРОСЫ: 1. Планетарная роль фотосинтеза. 2. Физико-химическая сущность фотосинтеза. 3. Лист как орган фотосинтеза. 4. Хлоропласты, их строение и функции,

Изображение слайда

Слайд 3

Изображение слайда

Слайд 4

Изображение слайда

Слайд 5: Фотосинтез – это процесс трасформации поглощенной энергии света в химическую энергию органических соединений. Различают 2 фазы фотосинтеза: световую и темновую

Фотосинтез – это процесс трасформации поглощенной энергии света в химическую энергию органических соединений. Различают 2 фазы фотосинтеза: световую и темновую.

Изображение слайда

Слайд 6

Изображение слайда

Слайд 7: Индекс листовой поверхности (ИЛП) – это площадь листьев в м 2 на 1 м 2 почвы. Для растений умеренной зоны индекс составляет 3-5, для южных широт с влажным климатом 8-10. На эффективное улавливание света растениями большое значение имеет архитектоника растений. У высокопродуктивных растений листья, располагаясь на стебле, не затеняют друг друга

Индекс листовой поверхности (ИЛП) – это площадь листьев в м 2 на 1 м 2 почвы. Для растений умеренной зоны индекс составляет 3-5, для южных широт с влажным

Изображение слайда

Слайд 8

Изображение слайда

Слайд 9

Изображение слайда

Слайд 10

Анатомические особенности листа, влияющие на фотосинтез: - наличие верхнего и нижнего эпидермиса – защищает от потери воды, через эпидермис и устьица поступает СО 2 ; - наличие фотосинтетической ткани (хлоренхимы) – на 1 га посева (посадки) 5га площадь листьев, 50 га площадь поверхности клеток с хлоропластами, 1000 га поверхность хлоропластов в клетках хлоренхимы листа. То есть на 1 га создается рабочая поверхность для фотосинтеза в 1000 га, при этом испаряющая поверхность равна площади листьев и не так велика; - наличие разветвленной системы жилок – по ним в клетки листа доставляются необходимые вещества для фотосинтеза, происходит отток образовавшихся веществ, что не дает процессу замедлиться и остановиться. Листья растений, произрастающих в различных условиях, отличаются по анатомическому строению.

Изображение слайда

Слайд 11

Изображение слайда

Слайд 12

Строение хлоропластов – окружены двойной мембраной, внутренняя мембрана имеет выросты ( ламеллы ), местами ламеллы образуют граны, представляющие собой столбцы тилакоидов, внутренняя среда хлоропластов – строма. Именно в тилакоидах гран находятся молекулы хлорофилла, которые улавливают солнечный свет и в результате образуется энергия. Хлоропласты имеют собственную ДНК.

Изображение слайда

Слайд 13

Изображение слайда

Слайд 14

Изображение слайда

Слайд 15

Изображение слайда

Слайд 16

Изображение слайда

Слайд 17

Изображение слайда

Слайд 18

Изображение слайда

Слайд 19: Биохимия и биофизика процесса фотосинтеза. Световая стадия. 1. Процесс фотосинтеза, его стадии. 2. Световая стадия фотосинтеза. 3. Циклическое фосфорилирование. 4. Нециклическое фосфорилирование

Биохимия и биофизика процесса фотосинтеза. Световая стадия. 1. Процесс фотосинтеза, его стадии. 2. Световая стадия фотосинтеза. 3. Циклическое

Изображение слайда

Слайд 20: 1. Фотосинтез – сложный окислительно-восстановительный процесс, который осуществляется при участии многих ферментов и факторов. Условно в нем выделяют две стадии: - световую или фотохимическую; - темновую или химическую. Световая стадия включает реакции поглощения хлорофиллом и другими пигментами квантов света и последующую трансформацию световой энергии в химическую аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) и никотинамидадениндинуклеотидфосфата (НАДФ. Н 2 ). В темновой стадии акцептированный СО 2 восстанавливается до углеводов благодаря энергии, ранее накопленной в форме АТФ и НАДФ. Н 2. Световая стадия идет с непременным участием света со скоростью 10 -8 сек и более. Скорость зависит от интенсивности света. Темновые реакции – ферментативные, для них не нужен свет, они идут со скоростью 10 -2 сек. Скорость их зависит прежде всего от температуры

1. Фотосинтез – сложный окислительно-восстановительный процесс, который осуществляется при участии многих ферментов и факторов. Условно в нем выделяют две

Изображение слайда

Слайд 21

Изображение слайда

Слайд 22

Изображение слайда

Слайд 23

Изображение слайда

Слайд 24: 2. Фотосинтез начинается с поглощения света зелеными пигментами листа в виде квантов энергии. В хлоропластах хлорофилл существует в нескольких формах, по разному поглощающих свет. Каждую форму описывают по максимальной длине волны в красной области поглощения. В тилакоидах хлоропластов молекулы хлорофилла расположены не беспорядочно, а образуют, так называемые, фотосинтетические единицы, каждая из которых состоит примерно из 400 молекул хлорофилла в совокупности со вспомогательными пигментами и соответствующей цепи транспорта электронов; все это «встроено» в белково-липидную структуру мембран тилакоидов. В фотосинтетической единице большинство молекул пигментов выполняет вспомогательную роль, они лишь поглощают кванты света и затем передают поглощенную энергию на реакционные центры, где и происходят фотохимические реакции

2. Фотосинтез начинается с поглощения света зелеными пигментами листа в виде квантов энергии. В хлоропластах хлорофилл существует в нескольких формах, по

Изображение слайда

Слайд 25

Изображение слайда

Слайд 26

Изображение слайда

Слайд 27: Реакционный центр представляет собой длинноволновую форму хлорофилла a. Совокупность фотосинтетической единицы и реакционного центра называют фотосистемой. В световой стадии фотосинтеза работают две фотосистемы : ФС I и ФС II. Они отличаются по составу пигментов. В составе ФС I наиболее длинноволновой формой хлорофилла является Р 700, а у ФС II – пигмент Р 683. Они являются реакционными центрами, куда поступает энергия возбужденных электронов от других вспомогательных пигментов. Электроны реакционных центров могут существовать в возбужденном состоянии дольше, чем у других вспомогательных пигментов, поэтому способны к фотохимическим реакциям. Фотохимическая реакция заключается в том, что возбужденный электрон молекулы Р 700 или Р 683 способен передаваться вместе с дополнительной энергией на белок акцептор. В результате молекула хлорофилла окисляется. Обе системы работают одновременно и согласовано. В результате световой стадии фотосинтеза образуется АТФ и НАДФ. Н 2. образование этих веществ происходит за счет энергии световых квантов, усвоенных в процессе фотосинтетического фосфорилирования

Реакционный центр представляет собой длинноволновую форму хлорофилла a. Совокупность фотосинтетической единицы и реакционного центра называют фотосистемой. В

Изображение слайда

Слайд 28

Изображение слайда

Слайд 29

Изображение слайда

Слайд 30

Изображение слайда

Слайд 31

Изображение слайда

Слайд 32

Изображение слайда

Слайд 33: 3. Циклическое фосфорилирование. Реакционный центр фотосистемы I, в состав которой входит Р 700 с окислительно-восстановительным потенциалом +0,43 в, поглощает энергию света и переходит в возбужденное состояние, возбужденный электрон передается на белок акцептор ( Z ), содержащий железо и серу, с окислительно-восстановительным потенциалом – 0,6 в. Реакция идет против окислительно-восстановительного потенциала с накоплением энергии. После потери электронов в молекуле Р 700 остается электронная недостаточность, хлорофилл окисляется. Акцептор электронов Z передает электроны ферредоксину (железосодержащему белку), затем электроны переходят к цитохрому b 6, затем переносятся на цитохром f, а от него возвращаются к хлорофиллу, заполняя электронную недостаточность, хлорофилл восстанавливается. При переносе электронов происходит понижение их энергетического уровня. И часть энергии затрачивается на образование АТФ. Таким образом, электроны пигмента Р 700, возбужденные под действием света, возвращаются к пигменту циклическим путем, и по пути происходит процесс фосфорилирования

3. Циклическое фосфорилирование. Реакционный центр фотосистемы I, в состав которой входит Р 700 с окислительно-восстановительным потенциалом +0,43 в, поглощает

Изображение слайда

Слайд 34

Циклический транспорт электронов 3. Циклическое фосфорилирование. Реакционный центр фотосистемы I, в состав которой входит Р 700 с окислительно-восстановительным потенциалом +0,43 в, поглощает энергию света и переходит в возбужденное состояние, возбужденный электрон передается на белок акцептор ( Z ), содержащий железо и серу, с окислительно-восстановительным потенциалом – 0,6 в. Реакция идет против окислительно-восстановительного потенциала с накоплением энергии. После потери электронов в молекуле Р 700 остается электронная недостаточность, хлорофилл окисляется. Акцептор электронов Z передает электроны ферредоксину (железосодержащему белку), затем электроны переходят к цитохрому b 6, затем переносятся на цитохром f, а от него возвращаются к хлорофиллу, заполняя электронную недостаточность, хлорофилл восстанавливается. При переносе электронов происходит понижение их энергетического уровня. И часть энергии затрачивается на образование АТФ. Таким образом, электроны пигмента Р 700, возбужденные под действием света, возвращаются к пигменту циклическим путем, и по пути происходит процесс фосфорилирования.

Изображение слайда

Слайд 35

Циклическое фосфорилирование

Изображение слайда

Слайд 36: 3. Циклическое фосфорилирование. Реакционный центр фотосистемы I, в состав которой входит Р 700 с окислительно-восстановительным потенциалом +0,43 в, поглощает энергию света и переходит в возбужденное состояние, возбужденный электрон передается на белок акцептор ( Z ), содержащий железо и серу, с окислительно-восстановительным потенциалом – 0,6 в. Реакция идет против окислительно-восстановительного потенциала с накоплением энергии. После потери электронов в молекуле Р 700 остается электронная недостаточность, хлорофилл окисляется. Акцептор электронов Z передает электроны ферредоксину (железосодержащему белку), затем электроны переходят к цитохрому b 6, затем переносятся на цитохром f, а от него возвращаются к хлорофиллу, заполняя электронную недостаточность, хлорофилл восстанавливается. При переносе электронов происходит понижение их энергетического уровня. И часть энергии затрачивается на образование АТФ. Таким образом, электроны пигмента Р 700, возбужденные под действием света, возвращаются к пигменту циклическим путем, и по пути происходит процесс фосфорилирования

Изображение слайда

Слайд 37

Нециклическое фосфорилирование

Изображение слайда

Слайд 38: 4. Нециклическое фосфорилирование. В процессе нециклического фосфорилирования работают одновременно строго согласовано две фотосистемы : I и II. Реакционный центр фотосистемы II, имеющий хлорофилл Р 683 с коислительно - восстановительным потенциалом +0,81 в, поглощает квант света соответствующей длины и переходит в возбужденное состояние, продолжительность существования его 10 -8 сек., отдает электроны, и в его молекулах образуется электронная недостаточность, хлорофилл окисляется. Электроны поднимаются на более высокий энергетический уровень, и их акцептором становится феофитин. От феофитина электрон, теряя энергию, последовательно передается на пластохиноны, железосерный белок, цитохром f, пластоцианин и, наконец, на Р 700 ФС I. Энергия, освобождающаяся при транспорте электрона от возбужденной ФС II на ФС I, используется для синтеза АТФ из АДФ и Фн, то есть здесь идет фотофосфорилирование. Реакционный центр ФС II восстанавливается за счет электронов, образующихся при разложении (фотолизе) воды с участием переносчика электронов (У). На этой стадии происходит выделение кислорода

4. Нециклическое фосфорилирование. В процессе нециклического фосфорилирования работают одновременно строго согласовано две фотосистемы : I и II. Реакционный

Изображение слайда

Слайд 39: Одновременно с Ф C II происходит возбуждение ФС I, имеющей хлорофилл Р 700, при этом электроны поднимаются на высокий энергетический уровень, их акцептором становится белок акцептор ( Z ), содержащий железо и серу. При потере электронов в молекуле Р 700 остается электронная недостаточность, подлежащая заполнению электронами. Источником таких электронов становится акцептор ФС II – феофитин. Таким образом, источником бесперебойного снабжения электронами окисленного пигмента Ф C II является процесс фотоокисления воды, а для ФС I феофитин – акцептор электронов ФС II. Белок акцептор Z от ФС I передает электроны на ферердоксин и с помощью фермента ферредоксинНАДФ-редуктазы на НАДФ +. В присутствии ионов водорода, образующихся при разложении воды, он восстанавливает НАДФ + до НАДФ. Н 2

Одновременно с Ф C II происходит возбуждение ФС I, имеющей хлорофилл Р 700, при этом электроны поднимаются на высокий энергетический уровень, их акцептором

Изображение слайда

Слайд 40

Общая схема световой фазы фотосинтеза

Изображение слайда

Слайд 41: Темновая стадия фотосинтеза. Фотодыхание. 1. Темновая стадия фотосинтеза. С 3 -путь фосинтеза или цикл Кальвина. 2. С 4 -путь фотосинтеза или цикл Хетча и Слэка. 3. САМ-фотосинтез или фотосинтез по типу толстянковых. 4. Фотодыхание

Темновая стадия фотосинтеза. Фотодыхание. 1. Темновая стадия фотосинтеза. С 3 -путь фосинтеза или цикл Кальвина. 2. С 4 -путь фотосинтеза или цикл Хетча и

Изображение слайда

Слайд 42: 1. В темновую стадию фотосинтеза происходит поглощение растениями углекислого газа и восстановление его до первичных продуктов фотосинтеза: углеводов, белков, жиров и т. д. Это биохимические реакции, зависящие от температуры. Для восстановления углекислого газа требуются богатые энергией вещества, синтезированные в световой стадии фотосинтеза: АТФ, НАФ. Н 2. В результате солнечная энергия, поглощенная пигментами листа, окажется в химических связях первичных органических веществ. Для большинства растений умеренной зоны характерен С 3 -путь фотосинтеза или цикл Кальвина, по имени американского ученого, который его описал. Процесс циклический, состоит множества реакций, но выделяют основные 3 этапа:

1. В темновую стадию фотосинтеза происходит поглощение растениями углекислого газа и восстановление его до первичных продуктов фотосинтеза: углеводов, белков,

Изображение слайда

Слайд 43

Изображение слайда

Слайд 44: карбоксилирование – рибулозо-5-фосфат фосфорилируется 3 молекулами АТФ с образованием рибулозо-1,5-дифосфата, к которому присоединяется углекислый газ с получением 2 молекул 3-фосфоглицериновой кислоты (3- ФГК); - восстановление – 3-ФГК восстанавливается до 3-ФГА (3-фосфоглицеринового альдегида) путем вначале фосфорилирования, при участии АТФ, с образованием 1,3-ФГК, а затем её восстановления с помощью НАФ. Н 2. - регенерация – из образованных 6 молекул 3-ФГА 5 используются для регенерации рибулозо-5 фосфата, который снова включится в цикл, а одна – для синтеза глюкозы. Из шестой молекулы 3-ФГА под действием фермента альдолазы синтезируется фруктозо-1,6 дифосфат, из которой могут образовываться глюкоза, сахароза или крахмал

- карбоксилирование – рибулозо-5-фосфат фосфорилируется 3 молекулами АТФ с образованием рибулозо-1,5-дифосфата, к которому присоединяется углекислый газ с

Изображение слайда

Слайд 45: Таким образом, для образования 1 молекулы глюкозы должно пройти 6 оборотов цикла. В каждом обороте цикла используются 3 молекулы АТФ (две для активирования 2 молекул 3-ФГК и одна для регенерации акцептора углекислого газа рибулозо-1,5-дифосфата) и две молекулы НАФ. Н 2 для восстановления ФГК до ФГА. Поэтому для синтеза 1 молекулы глюкозы в цикле Кальвина необходимо 12 НАФ. Н 2 и 18 АТФ. Таков энергетический вклад световой фазы в темновую фиксацию углекислого газа. В цикле Кальвина первичными продуктами включения углекислого газа в органические вещества и восстановления являются трехуглеродные соединения (3-ФГК, 3-ФГА, ФДА), поэтому это способ фиксации углекислого газа носит название С 3 -пути фотосинтеза, а растения умеренной зоны, для которых он характерен, называют С 3 -растениями

Таким образом, для образования 1 молекулы глюкозы должно пройти 6 оборотов цикла. В каждом обороте цикла используются 3 молекулы АТФ (две для активирования 2

Изображение слайда

Слайд 46: 2. С 4 -путь фотосинтеза или цикл Хетча и Слэка (австралийские ученые). Происходит у растений преимущественно тропического и субтропического происхождения (сахарного тростника, кукурузы, сорго, просо) и у многих злостных сорняков ( ширица, щетинник, просо куриное, гумай, свинорой, ежовник крестьянский и др.). Листья этих растений содержат 2 типа хлоропластов, обычные (в клетках мезофилла) и крупные (в клетках, окружающих проводящие пучки или клетках обкладки). Углекислый газ через устьица попадает в цитоплазму клеток мезофилла, где при участии фермента ФЕП ( фосфоенолпируват )-карбоксилазы вступает в реакцию с ФЕП, образуя щавелевоуксусную кислоту (ЩУК). ЩУК восстанавливается до яблочной кислоты ( малата ) за счет НАФ. Н 2 или в аспартат (аспарагиновую кислоту). Затем малат или аспартат переносится в хлоропласты клеток обкладки, где он декарбоксилируется до пирувата (пировиноградной кислоты-ПВК ) и СО 2. СО 2 включается в цикл Кальвина и образуется глюкоза, а пируват снова поступает в клетки мезофилла и за счет молекул АТФ происходит из неё регенерация ФЕП, который снова фиксирует поступающий в листья СО 2

2. С 4 -путь фотосинтеза или цикл Хетча и Слэка (австралийские ученые). Происходит у растений преимущественно тропического и субтропического происхождения

Изображение слайда

Слайд 47

Изображение слайда

Слайд 48

Изображение слайда

Слайд 49

С 4 -путь фотосинтеза, цикл Хетча и Слэка

Изображение слайда

Слайд 50: При С 4 -пути фотосинтеза первичными продуктами фиксации СО2 являются яблочная и аспрагиновая кислоты, затем уже в клетках обкладки после их декарбоксилирования СО 2 вступет в цикл Кальвина (С 3 -путь) о образуется глюкоза. Так как первичные продукты фиксации СО 2 (ЩУК, ПВК, аспарагиновая кислота) являются четырехуглеродными соединениями, процесс получил название С 4 -путь фотосинтеза, а растения, для которых он характерен – С 4 -растения. С 4 -растения запасают углекислый газ в клетках мезофилла в виде органических кислот, затем осуществляют его подачу в клетки обкладки для синтеза углеводов, это позволяет им более эффективно фиксировать углекислый газ и осуществлять процесс фотосинтеза даже в жаркую погоду при закрытых устьицах, поэтому этот процесс обеспечивает лучшую продуктивность растений

При С 4 -пути фотосинтеза первичными продуктами фиксации СО2 являются яблочная и аспрагиновая кислоты, затем уже в клетках обкладки после их

Изображение слайда

Слайд 51: 3. САМ-фотосинтез или фотосинтез по типу толстянковых назван так по названию растений семейства толстянковые ( Crassulariaceae ), САМ означает Crassulariaceae acid metabolism. Характерен для растений засушливых мест, устьица у них днем закрыты из-за жары и открыты ночью. Углекислый газ поступает в листья по С 4 -пути ночью, когда устьица открыты, образуется яблочная кислота, это подкисляет клеточный сок в ночное время. Днем, когда устьица закрыты, яблочная кислота транспортируется из вакуолей в цитоплазму, где карбоксилируется до СО 2 и ПВК. СО 2 поступает в хлоропласты и включается в цикл Кальвина, образуются сахара. У толстянковых фиксация углекислого газа и декарбоксилирование разделены во времени (день и ночь), а у С4-растений в пространстве (клетки мезофилла и клетки обкладки). При достаточном количестве воды САМ-растения могут вести себя как С 4 -растения и наоборот

3. САМ-фотосинтез или фотосинтез по типу толстянковых назван так по названию растений семейства толстянковые ( Crassulariaceae ), САМ означает Crassulariaceae

Изображение слайда

Слайд 52

САМ-путь фотосинтеза. Фотосинтез по типу Толстянковых ( Crassulaceae ). САМ ( Crassulacean acid metabolism).

Изображение слайда

Слайд 53

Толстянка серебристая

Изображение слайда

Слайд 54

Седум (молодило, очиток)

Изображение слайда

Слайд 55: 4. Помимо С 3,С 4 – путей в процессе фотосинтеза осуществляется фотодыхание. Фотодыхание – это процесс поглощения О 2 под действием света. При большой концентрации кислорода и малой углекислого газа у С 3 -растений фермент РДФ ( рибулозодифосфат )-карбоксилаза расщепляет рибулозо-1,5-дифосфат на 3-ФГКи 2-фосфогликолевую кислоту, которая дефосфорилируется в гликолевую. Гликолевая кислота поступает из хлоропластов пероксисому, где окисляется ферментом гликолатоксидазой до глиоксилата. Глиоксилат аминируется, превращается в глицин, глицин транспортируется в митохондрию. Здесь из двух молекул глицина образуется серин и высвобождается СО 2. Серин снова поступает в пероксисомы, восстанавливается до глицерата, который идет хлоропласты и включается в цикл Кальвина

4. Помимо С 3,С 4 – путей в процессе фотосинтеза осуществляется фотодыхание. Фотодыхание – это процесс поглощения О 2 под действием света. При большой

Изображение слайда

Слайд 56: Таким образом, результате фотодыхания образуются глицин и серин, в пероксисомах происходит восстановление НАДФН+, может образовываться АТФ, потребляется кислород, выделяется углекислый газ, но дыханием этот процесс назвать нельзя. Если С 3 -растения поместить в условия с низким содержанием кислорода и высоким углекислого газа, они ведут себя как С 4 -растения, т.е имеют низкий уровень фотодыхания

Таким образом, результате фотодыхания образуются глицин и серин, в пероксисомах происходит восстановление НАДФН+, может образовываться АТФ, потребляется

Изображение слайда

Слайд 57: Влияние внешних и внутренних факторов на интенсивность фотосинтеза 1. Интенсивность фотосинтеза, методы определения. 2. Влияние внутренних факторов на интенсивность фотосинтеза. 3. Влияние внешних факторов на интенсивность фотосинтеза. 4. Показатели фотосинтеза. Фотосинтез и урожай

Влияние внешних и внутренних факторов на интенсивность фотосинтеза 1. Интенсивность фотосинтеза, методы определения. 2. Влияние внутренних факторов на

Изображение слайда

Слайд 58: 1. Интенсивность фотосинтеза (ИФ) показывает, какое количество углекислого газа усваивается единицей листовой поверхности за единицу времени ИФ=мгСО 2 /(м 2. ч). Методы определения ИФ: - газометрический – основан на измерении поглощения углекислого газа растением или отдельным листом. Измерение концентрации углекислого газа в воздухе проводят с помощью инфракрасных газоанализаторов; - радиометрический – определяют содержание углерода 14 С в листе, поглощенного за определенное время, приводит к гибели растения или органа; - полярографический – определяют выделяемый кислород, прикладывая электрод к высечке листа, это наиболее простой метод

1. Интенсивность фотосинтеза (ИФ) показывает, какое количество углекислого газа усваивается единицей листовой поверхности за единицу времени ИФ=мгСО 2 /(м 2.

Изображение слайда

Слайд 59: 2. Внутренние факторы, влияющие на интенсивность фотосинтеза: - проводимость листа для углекислого газа – различают устьичную проводимость и проводимость клеток мезофилла; - фотохимический фактор – связан с синтезом АТФ и НАФ. Н 2 за счет энергии света. Чем лучше идут фотохимические реакции, тем больше энергии для восстановления углекислого газа в темновую фазу; - биохимический фактор – определяет скорость ассимиляции (усвоения) углекислого газа; - фитогормоны – например, при неблагоприятных условиях АБК ( абсцизовая кислота) вводит растение в состояние покоя замедляя все процессы, в том числе и фотосинтез; - скорость оттока углеводов из листа – чем она выше, тем выше ИФ; - концентрация углеводов в листе – если углеводы накапливаются, а не отводятся из листа, то ИФ снизится; - возраст листа – высокой ИФ обладают молодые, растущие листья, максимальной – взрослый, сформировавшийся лист, по мере старения листа ИФ снижается

2. Внутренние факторы, влияющие на интенсивность фотосинтеза: - проводимость листа для углекислого газа – различают устьичную проводимость и проводимость

Изображение слайда

Слайд 60: 3. Внешние факторы, влияющие на ИФ: - интенсивность света – у большинства растений максимальная ИФ наблюдается при половинной освещенности от полной солнечной; - спектральный состав света – наиболее высока ИФ в красных лучах, но при насыщенном свете преимущество переходит к синим лучам, у растений, выращенных на синем свете, насыщение фотосинтеза происходит при более высокой освещенности и они эффективнее используют более мощные лучистые потоки; - концентрация углекислого газа и кислорода - при повышении концентрации углекислого газа ИФ возрастает, высокая при 0,1-0,3 % (в атмосфере содержание 0,033 %), увеличение концентрации кислорода выше атмосферной (21 %) до 25-30 % подавляет ИФ, снижение до 1-3 % увеличивает ИФ;

3. Внешние факторы, влияющие на ИФ: - интенсивность света – у большинства растений максимальная ИФ наблюдается при половинной освещенности от полной солнечной;

Изображение слайда

Слайд 61: температура – нижняя граница (-15 0 С-сосна, ель), далее с увеличением температуры ИФ возрастает, для растений умеренной зоны наибольшая при температуре 20-28 0 С, а для С4-растений при 35-45 и даже 50 0 С, при дальнейшем повышении температуры скорость фотосинтеза уменьшается, но возрастает интенсивность дыхания. Температура, при которой интенсивность фотосинтеза равна интенсивности дыхания, называют температурной компенсационной точкой. При такой температуре не происходит накопление сухого вещества в растении. Для С 3 - растений это 40-50 0 С, для тропических видов – 50-60 0 С. Повышение температуры на 10 0 С в диапозоне от 0 до 25-30 0 С увеличивает интенсивность фотосинтеза в 2-3 раза по правилу Вант-Гоффа ;

- температура – нижняя граница (-15 0 С-сосна, ель), далее с увеличением температуры ИФ возрастает, для растений умеренной зоны наибольшая при температуре

Изображение слайда

Слайд 62: водный режим – максимальный фотосинтез наблюдается при небольшом водном дефиците листа и при широко открытых устьицах, 85-87 % воды в клетках оптимальная величина для фотосинтеза. При потере 50 % воды фотосинтез прекращается, так как закрываются устьица, при большой обводненности клеток (более 87 %) ИФ падает, поскольку вода в межклетниках и в свободном пространстве клеток мешает поступлению углекислого газа; - минеральное питание – элементы питания должны быть сбалансированы. Азот и магний входят в состав пигментов, фосфор – в состав АТФ, азот, фосфор, кальций, магний – в состав мембран хлоропластов, азот, калий, железо, кобальт, медь, марганец, хлор, кальций – регулируют работу ферментов, магний, азот, сера – структуру хлоропластов. Железо необходимо для синтеза хлорофилла, серный дефицит нарушает образование тилакоидов, при дефиците калия разрушаются граны хлоропластов, устьица плохо открываются и закрываются

- водный режим – максимальный фотосинтез наблюдается при небольшом водном дефиците листа и при широко открытых устьицах, 85-87 % воды в клетках оптимальная

Изображение слайда

Слайд 63: Дневной ход фотосинтеза В умеренном климате, при достаточном обеспечении растений водой, утром, с восходом солнца, ИФ возрастает, достигая максимума в полуденные часы, затем постепенно снижается к вечеру, перекращаясь с заходом солнца. В жарком климате в полуденные часы растение теряет много воды и ИФ уменьшается, хотя освещенность максимальна. К вечеру при снижении температуры и увеличении обводненности ИФ несколько увеличивается примерно в 14-16 часов и кривая фотосинтеза имеем вид двухвершинной кривой, первый максимум утром более высокий и второй менее высокий к вечеру

Дневной ход фотосинтеза В умеренном климате, при достаточном обеспечении растений водой, утром, с восходом солнца, ИФ возрастает, достигая максимума в

Изображение слайда

Слайд 64

Изображение слайда

Слайд 65: 4. Показатели фотосинтеза. Фотосинтез и урожай. Различают урожай биологический и хозяйственный. Биологический урожай ( У биол ) – это сухая масса органического вещества, образованного растением в течение жизни, но большая часть его не используется человеком в качестве пищи или сырья. Хозяйственный урожай ( У хоз ) – это сухое вещество, сформированное растением в продуктивных частях (семенах, плодах, клубнях, луковицах и др.). из-за которых оно и выращивается. У хоз =У биол. К хоз, где К хоз - коэффициент, показывающий продуктивную часть урожая в сухом веществе ( у зерновых – 0,25-0,4; у сахарной свеклы – 0,5; у хлопчатника – 0,01)

4. Показатели фотосинтеза. Фотосинтез и урожай. Различают урожай биологический и хозяйственный. Биологический урожай ( У биол ) – это сухая масса органического

Изображение слайда

Слайд 66: Для умеренной зоны биологический урожай в среднем составляет – 20-40 т/га, в тропическом лесу – 100 т/га. По Ничипоровичу А.А., У биол равен сумме суточных приростов сухого вещества в течение всего вегетационного периода: У биол =С 1 +С 2 +С 3 +…С n, где С – прирост сухой массы, кг/га; n – число суток. Прирост сухой массы определяют по формуле: FK эф S С =  (г/м 2.сут), 1000 где F -интенсивность фотосинтеза, мгСО 2 /(м 2. ч); S - площадь листьев; K эф – коэффициент перехода от количества поглощенного углекислого газа к величине накопленного сухого вещества. Он равен 0,64, то есть 1 г поглощенного углекислого газа дает 0,64 г углеводов

Для умеренной зоны биологический урожай в среднем составляет – 20-40 т/га, в тропическом лесу – 100 т/га. По Ничипоровичу А.А., У биол равен сумме суточных

Изображение слайда

Слайд 67: Суточный прирост сухой массы или чистую продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) можно определить по другой формуле. Чистая продуктивность фотосинтеза представляет собой прирост сухой массы растений в граммах за определенное время (сутки), отнесенный к единице листовой поверхности (м 2 ). Ее учитывают путем периодического отбора проб растений, у которых определяют общую массу, массу отдельных органов и площадь листьев. Далее «нетто-ассимиляцию» (в г / м 2 за сутки) рассчитывают по формуле; В 2 – В 1 ЧПФ = , ½ (Л 1 + Л 2 ). n где В 1 и В 2 – абсолютно сухая масса растений в начале и в конце учетного периода в граммах, (В 2 – В 1 ) – прирост сухой массы в течение n дней; Л 1 и Л 2 – площадь листьев в начале и в конце периода в м 2, (Л 1 + Л 2 ) – средняя рабочая площадь листьев за время опыта; n – период между двумя последовательными наблюдениями, количество дней. ЧПФ у С 4 -растений – 4-5 г/дм 2. сут, у С 3 -растений – 2 г/дм 2. сут

Суточный прирост сухой массы или чистую продуктивность фотосинтеза (ЧПФ) можно определить по другой формуле. Чистая продуктивность фотосинтеза представляет

Изображение слайда

Слайд 68: Хозяйственная продуктивность фотосинтеза (ХПФ) в отличие от ЧПФ показывает прирост в граммах сухого вещества за сутки хозяйственно полезной части урожая. Для характеристики площади листьев обычно используется ИЛП (см. выше). Продуктивность посева зависит от его фотосинтетического потенциала (ФП). Фотосинтетический потенциал посева – это сумма величин площади листьев в м2/га за каждые сутки, образованных в течение всего вегетационного периода. Его величина у различных растений может составлять от 0,5 до 5 млн. м 2 / га. сут. Поэтому большое значение имеет густота стояния растений, если она будет слишком загущенной, растения будут затенять друг друга, если изреженной, недополучим урожая, поэтому необходимо для каждой культуры подобрать оптимальную густоту стояния и норму высева, учитывая всхожесть и выживаемость растений в течение вегетации

Хозяйственная продуктивность фотосинтеза (ХПФ) в отличие от ЧПФ показывает прирост в граммах сухого вещества за сутки хозяйственно полезной части урожая. Для

Изображение слайда

Слайд 69: КПД фотосинтеза (1,5-3 %) и его величина будет тем выше, чем лучше условия будут созданы для роста и развития растений, нужно создать оптимальную площадь питания, питание растений, водный режим, не запоздать с посевом и посадкой, чтобы растения быстрее сформировали мощный листовой аппарат и дали хорошую продуктивность

КПД фотосинтеза (1,5-3 %) и его величина будет тем выше, чем лучше условия будут созданы для роста и развития растений, нужно создать оптимальную площадь

Изображение слайда

Последний слайд презентации: Фотосинтез как основа энергетики биосферы: Спасибо за внимание !

Изображение слайда

Фотосинтез как основа энергетики биосферы — презентация

Первый слайд презентации: Фотосинтез как основа энергетики биосферы

Слайд 3

Слайд 4

Слайд 6

Слайд 8

Слайд 9

Слайд 10

Слайд 11

Слайд 12

Слайд 13

Слайд 14

Слайд 15

Слайд 16

Слайд 17

Слайд 18

Слайд 21

Слайд 22

Слайд 23

Слайд 25

Слайд 26

Слайд 28

Слайд 29

Слайд 30

Слайд 31

Слайд 32

Слайд 34

Слайд 35

Слайд 37

Слайд 40

Слайд 43

Слайд 47

Слайд 48

Слайд 49

Слайд 52

Слайд 53

Слайд 54

Слайд 64

Последний слайд презентации: Фотосинтез как основа энергетики биосферы: Спасибо за внимание !

Похожие презентации