Фотосинтез (Часть 2).

Кафедра биологии СтГМУ
Методическая разработка практического занятия для бакалавров по
направлению подготовки 020400.62 «Биология»
ГРАФОЛОГИЧЕСКАЯ СТРУКТУРА К ЗАНЯТИЮ №6
Тема: Фотосинтез (часть 2)
Световые реакции
Темновые реакции
Локализация
в
хлоропластах
Тиллакоиды
Строма
Реакции
Зависят от света.
Энергия света вызывает поток
электронов от донора электронов
к акцептору по нециклическому
или
циклическому
пути.
Участвуют две фотосистемы, I и
II. Они содержат хлорофиллы,
высвобождающие
электроны
после поглощения энергии света.
Вода
служит
донором
электронов в нециклическом
пути.
Поток
электронов
приводит к образованию АТФ
(фосфорилирование)
и
восстановлению НАДФ.
Не зависят от света.
Диоксид углерода фиксируется в
результате присоединения к 5Ссоединению
–
рибулозофосфату
(РиБФ). Пери этом образуются 2
молекулы 3С-соединения, а именно 2
молекулы
фосфоглицерата
(ФГ),
являющегося
первым
продуктом
фотосинтеза. Серия происходящих
реакций носит название цикла
Кальвина, в ходе которого акцептор
диоксида углерода РиБФ вновь
вводится
в
реакции,
а
ФГ
восстанавливается до сахара.
Энергия света преобразуется в
энергию химических связей
АТФ и восстановленного НАДФ.
Вода расщепляется на водород и
кислород. Водород используется
для восстановления НАДФ, а
кислород представляет собой
побочный продукт.
Диоксид углерода восстанавливается
до углеводов, используя химическую
энергию
АТФ
и
водород
в
восстановленном НАДФ.
Суммарное
уравнение
Результаты
Краткое
изложение (за
исключением
АТФ и
НАДФ)
фотосинтеза
Сахар, в котором запасается энергия
света,
образуется
из
диоксида
углерода и воды
Сравнительная характеристика фотосинтеза у С3- и С4-растений
Репрезентативные виды
Освещенность,
необходимая для
достижения
максимальной
интенсивности
фотосинтеза
Эффект повышения
температуры с 25 до 35
0
С
Концентрация СО2, при
которой он более не
поглощается
Потеря воды на 1г.
произведенного сухого
вещества
С3-растения
Большая часть
сельскохозяйственных
культур, например злаки,
табк, бобы
С4-растения
Кукуруза, сахарный тросник
10000-30000 фут-кандел
Не имеет насыщения при 103 люкс
Интенсивность не
изменяется или
понижается
Интенсивность увеличивается на
50% при 35 0С
40-60ч*млн-1
Около 0ч*млн-1
450-950
250-350
Фиксация диоксида
углерода
Происходит однажды
Акцептор диоксида
углерода
РиБФ-5C-соединение
Фермент,
фиксирующий диоксид
углерода
РиБФ-карбоксилаза,
действие которой
неэффективно
Первый продукт
фотосинтеза
ФГ (C3-кислота)
Анатомия листа
Имеются хлоропласты
только одного типа
Эффективность
Фотосинтез протекает
менее эффективно, чем у
C4-растений.
Продуктивность обычно
ниже
Происходит дважды, вначале в
клетках мезофилла, затем в клетках
обкладки проводящего пучка
Клетки
Клетки
обкладки
мезофилла
проводящего
пучка
ФЕП-3CРиБФ
соединение
РиБФкарбоксилаза,
работающая
ФЕП-карбоксилаза, эффективно
работа которой
вследствие
очень эффективна
высокой
концентрации
диоксида
углерода
C4-кислота
(щавелевоуксусная)
«Кранц»-анатомия, т.е. существуют
клетки двух типов с характерными
для каждого типа хлоропластами
Фотосинтез более эффективен, чем
у С3-растений, но для его
протекания требуется больше
энергии. Продуктивность обычно
значительно выше
Кафедра биологии СтГМУ
Методическая разработка практического занятия для бакалавров по
направлению подготовки 020400.62 «Биология»
Занятие №7
Тема: Фотосинтез (Часть 2).
Вопросы для самоподготовки
студентов
1. Этапы фотосинтеза.
2. Влияние условий на
процесса фотосинтеза.
3. Фотосинтез и урожай.
интенсивность
Вопросы для самоконтроля
1. Что такое фотосинтез?
2. Назовите этапы фотосинтеза.
3. В сущность фотофизического этапа
фотосинтеза?
4. Какие реакции происходят на
фотохимическом (световом) этапе
фотосинтеза;
5. Ферментативный (темновой) этап
фотосинтеза. Его особенности.
6. Цикл Кальвина.
7. Цикл Хетча-Слека.
8. Как фотосинтез зависит от факторов
внешней
среды?
Приведите
примеры.
Рекомендуемая литература:
1. Физиология растений: Учебник для студентов вузов/ Н.Д. Алёхина, Ю.В. Балнокин,
В.Ф. Гавриленко и др./Под ред. И.П. Ермакова. – М: Издательский центр «Академия»,
2005.-640с.
2. Якушкина Н.И., Бахтенко Е.Ю. Физиология растений. – М: Изд-во: «Владос», 2004.464с.