Слайд 2
![Физиология растений Сайт: http://moodle.vsu.ru/course/view.phpview.php?view.php?id=2393 Если Вы студент, и еще ни](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-1.jpg)
Физиология растений
Сайт: http://moodle.vsu.ru/course/view.phpview.php?view.php?id=2393
Если Вы студент, и еще ни разу не авторизовывались
в портале, то Вашим логином является номер Вашего студенческого билета, а пароль – Student81.
Слайд 3
![Пигменты фотосинтеза Классификация пигментов 1. Тетрапирролы. а) Циклические (хлорофилл а,](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-2.jpg)
Пигменты фотосинтеза
Классификация пигментов
1. Тетрапирролы.
а) Циклические (хлорофилл а, хл.b, хл.с, хл.d и
т.д.).
в) Линейные (фикобилины).
2. Каротиноиды - изопреноиды.
3. Флавоноиды – антоцианы, флавоны, локализованы в вакуоли.
В фотосинтезе не участвуют.
Слайд 4
![Хлорофилл Химическое строение хлорофилла стало известным в 1961 году. Комплексная](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-3.jpg)
Хлорофилл
Химическое строение хлорофилла стало известным в 1961 году.
Комплексная Мg-соль,
1,3,5,8-тетраметил,
2-винил, 4-этил,
9-оксо, 10-карбометоксифорбин,
7-фитиловый эфир пропионовой кислоты.
Слайд 5
![](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-4.jpg)
Слайд 6
![Пространственная организация 1. Порфириновое ядро – 10 х 10 нм.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-5.jpg)
Пространственная организация
1. Порфириновое ядро – 10 х 10 нм.
2. Фитол -
20 нм.
3. Магний – 2,4 нм (стабильность молекулы).
4. Конъюгированная система связей - 9 двойных связей (поглощение света и его трансформация).
Слайд 7
![Физико-химические свойства Спектр поглощения. Флюоресценция (красная). Растворимость. Реакция омыления. Феофитин. См. лабораторные занятия.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-6.jpg)
Физико-химические свойства
Спектр поглощения.
Флюоресценция (красная).
Растворимость.
Реакция омыления.
Феофитин.
См. лабораторные занятия.
Слайд 8
![Нативное состояние В живой клетке молекулы хлорофилла образуют ассоциаты, состоящие](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-7.jpg)
Нативное состояние
В живой клетке молекулы хлорофилла образуют ассоциаты, состоящие из нескольких
десятков или сотен пигментов. Это светособирающие комплексы (ССК).
Передают поглощенную энергию на пигмент-ловушку.
Слайд 9
![Фикобилины Фикобилины - красные и синие пигменты, содержащиеся только у](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-8.jpg)
Фикобилины
Фикобилины - красные и синие пигменты, содержащиеся только у одной группы
эубактерий - цианобактерий. Фикобилины обеспечивают в клетках цианобактерий поглощение света в области 450 - 700 нм и с высокой эффективностью (больше 90%) передают поглощенный свет на хлорофилл.
Слайд 10
![](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-9.jpg)
Слайд 11
![Фикобилины 1. Фикоэритрины имеют красный цвет с максимумом поглощения 498-568](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-10.jpg)
Фикобилины
1. Фикоэритрины имеют красный цвет с максимумом поглощения 498-568 нм (красные
водоросли).
2. Фикоцианины – сине-голубые с максимумом поглощения 585-630 нм (сине-зеленые водоросли).
3. Аллофикоцианины – синий цвет с максимумом поглощения 585-650 нм (сине-зеленые водоросли).
Слайд 12
![Функции фикобилинов Дополнительный пигмент для поглощения недоступных для хлорофилла участков](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-11.jpg)
Функции фикобилинов
Дополнительный пигмент для поглощения недоступных для хлорофилла участков спектра.
Обеспечивают хроматическую
комплиментарную адаптацию водорослей к условиям освещения.
Участие в окислительно-восстановительных реакциях.
Слайд 13
![Каротиноиды Широко распространены в природе, известно более 400 каротиноидов. β-каротин](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-12.jpg)
Каротиноиды
Широко распространены в природе, известно более 400 каротиноидов.
β-каротин (С40Н56) – 40-45%
от всех каротиноидов.
α-каротин
Лютеин – кислородсодержащий каротиноид.
Зеаксантин и виолаксантин.
Слайд 14
![](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-13.jpg)
Слайд 15
![Функции каротиноидов Дополнительный пигмент, поглощающий сине-фиолетовую часть спектра (450-480 нм).](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-14.jpg)
Функции каротиноидов
Дополнительный пигмент, поглощающий сине-фиолетовую часть спектра (450-480 нм).
Защитная. Мутанты кукурузы,
лишенные каротиноидов, погибают в обычных условиях освещения.
Кислородный обмен. Участвуют в виолаксантиновом цикле.
Играют важную роль в половом процессе, накапливаются в пыльце.
Слайд 16
![Трансформация света при фотосинтезе Фотосинтез Световая фаза Темновая фаза Фотофизический](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-15.jpg)
Трансформация света при фотосинтезе
Фотосинтез
Световая фаза Темновая фаза
Фотофизический этап Энзиматический этап
Хл
+ hν хл+ + ē
Фотохимический этап
Хл+ + ē + НАДФ+ + АДФ + Фн + Н2О
НАДФН + АТФ + О2 + Хл
Слайд 17
![](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-16.jpg)
Слайд 18
![Фотофизический этап Сущность этапа заключается в поглощении хлорофиллом а световой](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-17.jpg)
Фотофизический этап
Сущность этапа заключается в поглощении хлорофиллом а световой энергии и
преобразование ее в энергию разделенных зарядов.
Хл + hν хл* хл+ + ē
Слайд 19
![Электронные уровни возбужденного хлорофилла](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-18.jpg)
Электронные уровни возбужденного хлорофилла
Слайд 20
![Электронные уровни При поглощении фотона хлорофилл переходит из основного (S0)](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-19.jpg)
Электронные уровни
При поглощении фотона хлорофилл переходит из основного (S0) в возбужденное
состояние – S1 или S2 с более высокой энергией. Возбужденное состояние S2
нестабильно и электрон в течение 10-12 сек. опускается на уровень S1 , теряя при этом часть энергии в виде тепла.
Время пребывания электрона на S1 уровне составляет 10-9 сек.
Слайд 21
![Электронные уровни Дезактивация S1 сопровождается следующими процессами: - превращение энергии](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-20.jpg)
Электронные уровни
Дезактивация S1 сопровождается следующими процессами:
- превращение энергии возбуждения в тепло
(релаксация);
излучение кванта с переходом электрона на S0 уровень
(флуоресценция или фосфоресценция);
- перенос световой энергии на другую молекулу пигмента;
- использование энергии возбуждения в фотохимической реакции.
Слайд 22
![Фотосинтетическая единица (ФСЕ) D – донор электронов, А – акцептор электронов](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-21.jpg)
Фотосинтетическая единица (ФСЕ)
D – донор электронов, А – акцептор электронов
Слайд 23
![Реакционный центр](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-22.jpg)
Слайд 24
![Фотохимический этап Сущность этого этапа – превращение энергии разделенных зарядов](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-23.jpg)
Фотохимический этап
Сущность этого этапа – превращение энергии разделенных зарядов в энергию
макроэргических связей АТФ и НАДФН.
Слайд 25
![Эффект Эмерсона](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-24.jpg)
Слайд 26
![Эффект Эмерсона А + B Эффект усиления (Эмерсона) свидетельствует о](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-25.jpg)
Эффект Эмерсона
А + B < С
Эффект усиления (Эмерсона)
свидетельствует о последовательном
функционировании двух
фотосистем.
Следовательно, для фотосинтеза необходима работа двух последовательных фотохимических реакций в световой фазе.
Слайд 27
![Фотосистема ФС – комплекс, включающий ФСЕ и ЭТЦ. Фотосинтез осуществляют](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-26.jpg)
Фотосистема
ФС – комплекс, включающий ФСЕ и ЭТЦ.
Фотосинтез осуществляют 2 фотосистемы –
ФСI и ФСII.
ФСI содержит реакционный центр с хлорофиллом Р700.
ФСII характеризуется наличием хлорофилла Р680.
Слайд 28
![Нециклический транспорт ē](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-27.jpg)
Нециклический транспорт ē
Слайд 29
![Принципы построения ЭТЦ Каждый переносчик должен быть способен окисляться и](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-28.jpg)
Принципы построения ЭТЦ
Каждый переносчик должен быть способен окисляться и восстанавливаться.
Каждый следующий
переносчик - более положительный, чем предыдущий.
Место переносчика в ЭТЦ определяется величиной его окислительно-восстановительного потенциала.
Слайд 30
![Циклический транспорт электронов](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-29.jpg)
Циклический транспорт электронов
Слайд 31
![Фотосинтетическое фосфорилирование (ФФ) ФФ – это синтез молекулы АТФ за](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-30.jpg)
Фотосинтетическое фосфорилирование (ФФ)
ФФ – это синтез молекулы АТФ за счет энергии
трансмембранного потенциала (ΔμН+) тилакоидной мембраны.
ΔμН+
АДФ + Фн АТФ + Н2О
Слайд 32
![Типы фотофосфорилирования Нециклическое фотофосфорилирование. 2АДФ + Фн + 2НАДФ+ +](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-31.jpg)
Типы фотофосфорилирования
Нециклическое фотофосфорилирование.
2АДФ + Фн + 2НАДФ+ + 2 Н2О 2АТФ
+ + О2 + 2НАДФН
Осуществляют фотосистемы ФСI и ФСII.
2. Циклическое фотофосфорилирование
АДФ + Фн АТФ + Н2О
Осуществляет ФСI.
Слайд 33
![Механизм фотосинтетического фосфорилирования](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-32.jpg)
Механизм фотосинтетического фосфорилирования
Слайд 34
![Механизм фотосинтетического фосфорилирования](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-33.jpg)
Механизм фотосинтетического фосфорилирования
Слайд 35
![Хемио-осмотическая гипотеза (Митчелл, Ягендорф)](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-34.jpg)
Хемио-осмотическая гипотеза (Митчелл, Ягендорф)
Слайд 36
![Структура АТФ-синтазы](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-35.jpg)
Слайд 37
![Фотоокисление воды До 1931 года доминировала формальдегидная гипотеза происхождения кислорода.](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-36.jpg)
Фотоокисление воды
До 1931 года доминировала формальдегидная гипотеза происхождения кислорода.
СО2 С +
О2
С + Н2О СН2О
То есть, кислород образовывался по формальдегидной гипотезе из углекислого газа.
Слайд 38
![Происхождение кислорода Ван-Ниль в 1931 году предположил, что кислород образуется](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-37.jpg)
Происхождение кислорода
Ван-Ниль в 1931 году предположил, что кислород образуется из воды.
СО2
+ Н218О СН2О + 18О2
18О – изотоп кислорода.
С помощью изотопа кислорода 18О была доказана справедливость этого утверждения.
Слайд 39
![Механизм выделения кислорода Согласно Кутюрину (1968), молекула кислорода образуется из](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-38.jpg)
Механизм выделения кислорода
Согласно Кутюрину (1968), молекула кислорода образуется из воды, в
окислении которой участвует непосредственно хлорофилл.
Современная гипотеза предполагает участие марганец-содержащего фермента в окислении воды и формировании молекулы кислорода.
Слайд 40
![Механизм выделения кислорода Mn-содержащий ферментный комплекс](/_ipx/f_webp&q_80&fit_contain&s_1440x1080/imagesDir/jpg/290261/slide-39.jpg)
Механизм выделения кислорода
Mn-содержащий ферментный комплекс