Біофізика фотобіологічних процесів презентация

Фотобіологічні процеси та їх стадії
фотосинтез (синтез органічних молекул за рахунок енергії сонячного світла);
фототаксис (рух організмів, наприклад бактерій, до світла або від світла);
фототропізм (поворот листя або стебел рослин до світла або від світла);
зір (перетворення світлової енергії на енергію нервового імпульсу в сітківці ока або в аналогічних фоторецепторах).
Фотобіологічні процеси :
Рис. 2 - фототропізм
Рис. 1 - фотосинтез

Умовно будь-який фотобіологічний процес можна розбити на декілька стадій:
1) поглинання кванта світла;
2) внутрішньомолекулярні процеси обміну енергією (фотофізичні процеси);
3) міжмолекулярні процеси перенесення енергії збудженого стану;
4) первинний фотохімічний акт;
5) біохімічні реакції за участю фотопродуктів;
6) загальнофізіологічна відповідь на дію світла.
Стадії фотобіологічного процесу

Фотохімічні перетворення проходять, як правило, у вигляді одноквантових фотохімічних процесів. Джерелом енергії для всіх метаболічних процесів на Землі є сонце.
Величезна кількість фотобіологічних процесів може бути систематизована як з енергетичної, так і з біологічної сторони.
Фотобіологічні реакції :
-ендергонічна реакція (фотосинтез у рослин і водоростей);
-екзергонічна реакція.
З біологічної, функціональної сторони фотобіологічні реакції можна підрозділити на : фізіологічні (функціонально-фізіологічні) і такі, що деструктивно модифікують.

Біофізика фотобіологічних процесів
Однією з найважливіших фундаментальних проблем біофізики є розшифрування механізмів первинних процесів дії світла на різні біологічні системи.
1.Молекулярна фотобіологія
Дослідження у цій галузі пов'язані з вивченням фундаментальних механізмів впливу світла на клітини дріжджів і бактерій.
2. Молекулярні механізми фотосинтезу
Найважливішою фундаментальною проблемою біофізики є вивчення
фотосинтезу. Ключовою енергоперетворюючою структурою у фотосинтезуючих організмах є реакційні центри фотосистем, вбудовані у фотосинтетичні мембрани.

Синтетичні енергоперетворюючі наносистеми
Базові принципи високоефективного перетворення світлової енергії при фотосинтезі стали основою створення синтетичних енергоперетворюючих структур з урахуванням порфіринів.
Для створення штучного фотосинтезу необхідно забезпечити:
1) поглинання світла;
2) міграція енергії;
3) поділ зарядів.

1.Бактеріодопсин (виконує нині функцію з так званого «безхлорофільного» фотосинтезу в деяких видах архібактерій, надзвичайно стійкий до різних впливів).
Найвідоміші штучні енергоперетворюючі наносистеми
Рис. 3 - бактеріодопсин

2. Кисень, що виділяє комплекс хлоропастів (оксигенний фотосинтез).
Рис. 4 – процес оксигенного фотосинтезу