1 Фотосинтез Подсолнухи. Клод Моне (1840–1926)

2 Солнечная энергия первичный источник всей биологической энергии. Фотосинтезирующие клетки используют энергию солнечного света для образования глюкозы и других органических продуктов. Эти органические продукты служат гетеротрофным клеткам источником энергии и углерода.

3 Основное уравнение фотосинтеза Джозеф Пристли (1770–1780 гг.) Ян Ингенхауз Роберт Майер (1842 г.)

4 Фотосинтезирующие организмы чрезвычайно разнообразны Цианобактерии Вверху: микрофотография среза цианобактерии. Концентрические мембраны внутри клетки схожи строением с тилакоидными мембранами хлоропластов растительных клеток. Это сходство поддерживает гипотезу о происхождении хлоропластов из симбиотических цианобактерий. Внизу: белые медведи. Необычный зеленый цвет меху придают поселившиеся в нем цианобактерии.

5 Фотосинтезирующие организмы чрезвычайно разнообразны

6

7 Корнелис ван Ниль где H 2 D – донор водорода, а D – окисленная форма этого донора

8 Фотосинтезирующие организмы чрезвычайно разнообразны Донор водорода Окисленный продукт

9 Фотосинтезирующие организмы чрезвычайно разнообразны Донор водородаОкисленный продукт

10 Фотосинтезирующие организмы чрезвычайно разнообразны Источником О 2, выделяемого при фотосинтезе растений, служит Н 2 О.

11 Две фазы фотосинтеза В световых реакциях за счет солнечной энергии образуются высокоэнергетические соединения - NADPH и АТР. Эти соединения используются в темновых реакциях для восстановления CO 2, приводящего к образованию глюкозы.

12 Фотосинтез растений протекает в хлоропластах Поперечный срез клетки листа гороха (Pisum sativum) прошел через два хлоропласта. От цитоплазмы хлоропласт отграничен двумя мембранами наружной и внутренней. Наружная мембрана гладкая, внутренняя образует выросты ламеллы. На ламеллах располагаются стопками тилакоиды. На снимке хорошо видны стопки тилакоидов - граны. В тилакоидах гран между слоями белков и липидов сосредоточены молекулы хлорофилла. Он способен улавливать энергию солнечного света, с помощью которой происходит образование углеводов из воды и углекислого газа. Скопления углеводов видны на снимке как темные пятнышки. Трансмиссионный микроскоп, х

13 Поглощение света переводит молекулы в возбужденное состояние Флуорисценция

14 Хлорофиллы – это главные светопоглощающие пигменты

15 Вспомогательные пигменты β-Каротин, вспомогательный пигмент зеленых листьев. У различных видов растений вспомогательными пигментами служат многие другие каротиноиды. Обратите внимание, что молекула р-каротина, так же как и молекула хлорофилла, содержит много сопряженных двойных связей, которые придают ей способность поглощать свет и передавать экситоны.

16 Фотохимические реакционные системы Схематическое изображение поверхности фотосистемы в тилакоидной мембране. Она напоминает мозаику, составленную из нескольких сотен антенных молекул хлорофиллов и каротиноидов, определенным образом ориентированных в мембране. Экситон, поглощенный одной из антенных молекул, быстро мигрирует по пигментным молекулам к реакционному центру. Все антенные молекулы способны поглощать свет, но трансформировать энергию экситона в поток электронов способна только молекула, играющая роль реакционного центра.

17 Фотохимические реакционные системы Роберт Хилл где А – искусственный акцептор водорода, а АН 2 - его восстановленная форма Реакция Хилла А-реагент Хилла

18 Фотохимические реакционные системы

19 Световые реакции фотосинтеза

20 Световые реакции фотосинтеза

21 Общее уравнение фотосинтеза растений Фиксация двуокиси углерода в реакции, катализируемой рибулозодифосфаткарбоксилазой. Фиксированная СО 2 обнаруживается в виде карбоксильной группы одной из двух молекул 3-фосфо-1-лицерата, образующихся в этой реакции

22 Цикл Кальвина