Фотосинтез. Фотолиз воды презентация

Для живых организмов основным источником энергии является солнечный свет.

Фотосинтезирующие организмы:
1. Цианобактерии
2. Водоросли
3.Растения

Фотосинтез – процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды на свету при участии фотосинтетических пигментов.

Фотосинтетические пигменты
1. Хлорофиллы
2. Каротиноиды
3. Фикобилины

Хлорофиллы
Наиболее важные пигменты (зеленого цвета)
Все хлорофиллы поглощают красный и синий свет, а отражают зеленый

Каротиноиды
Имеют различную окраску (желтые, красные, оранжевые)
Поглощают свет, недоступный другим пигментам, и передают поглощенную энергию хлорофиллам

Фикобилины (характерны для водорослей и цианобактерий)
Имеют различную окраску (красные, синие)
Поглощают зеленый, синий и фиолетовый свет.

У растений фотосинтез протекает в хлоропластах

В мембранах тилакоидов расположены особые пигмент-белковые комплексы - фотосистемы

Типы фотосистем:
1. Фотосистема I
2. Фотосистема II

Состав фотосистем:
1. светособирающая антенна (пигменты)
2.реакционный центр
3. переносчики электронов

Светособирающая антена функционирует на подобие воронки: молекулы пигментов поглощают свет и передают собранную энергию в реакционный центр

В реакционном центре находится молекула-ловушка – хлорофилл α

Молекула-ловушка, поглотив энергию, переходит в возбужденное состояние и отдает 1 из своих электронов, т.е. окисляется

Отличие фотосистем:
В состав фотосистемы II входит ферментный комплекс, осуществляющий на свету фотолиз воды

Фотолиз воды
Расщепление молекул воды с образованием кислорода и протонов водорода
2Н2О -> О2 + 4ē + 4Н+

Полученные при этом электроны используются для ФС II для восстановления молекулы-ловушки
2Н2О -> О2 + 4ē + 4Н+

Фазы фотосинтез
Световая фаза (осуществляется на мембранах тилакоидов)
Темновая фаза (протекает в строме хлоропластов)

Световая фаза фотосинтеза
1. Пигменты обоих фотосистем поглощают свет, полученная энергия передается на молекулы-ловушки, которые передают электроны переносчикам.

Световая фаза фотосинтеза
Электрон из ФС I транспортируется на внешнюю сторону тилакоидов. Электрон ФС II доставляется в ФС I и восстанавливает молекулу-ловушку в реакционном центре.

Световая фаза фотосинтеза
Кислород удаляется из клетки, а протоны водорода накапливаются внутри тилакоида

Световая фаза фотосинтеза
2. Накопление протонов внутри клетки ведет к возникновению электрического потенциала на мембране клетки.

Световая фаза фотосинтеза
В мембране тилакоида есть фермент АТФ-синтетаза которая используется для синтеза АТФ

Световая фаза фотосинтеза
3. На внешней стороне тилакоида происходит восстановление НАДФ+ за счет присоединения к нему электронов и протонов.
НАДФ+ + 2ē + 2Н+ -> НАДФ*Н+Н+

Темновая фаза фотосинтеза
Из окружающей среды в хлоропласты поступает углекислый газ, а в строме хлоропластов происходит его восстановление до органических веществ
6 СО2 + 12НАДФ*Н+Н+ + 18АТФ -> С6Н12О6 + 12НАДФ+ + 18АДФ + 18Н3РО4