Фотосинтез и его сущность

Подготовила ученица 

10 Б класса

Ломова Елизавета 

ФОТОСИНТЕЗ

Фотосинтез 

•  от греч. - свет и синтез, совмещение, помещение вместе)— процесс образования органических веществ из углекислого газа и воды на свету при участии фотосинтетических пигментов (хлорофилл у растений, бактериохлорофилл и бактериородопсин у бактерий). В современной физиологии растений под фотосинтезом чаще понимается фотоавтотрофная функция — совокупность процессов поглощения, превращения и использования энергии квантов света в различных эндэргонических реакциях, в том числе превращения углекислого газа в органические вещества.

Типы фотосинтеза 

Бесхлорофильный фотосинтез; 

Хлорофильный  фотосинтез; 

Осуществляется  археями рода Halobacterium, является наиболее примитивным типом фотосинтеза, кванты света поглощаются белком-бактериородопсином, имеющим сходство с родопсином в виде наличия ретиналя, этот тип фотосинтеза отличается отсутствием электрон-транспортной цепи, синтез АТФ осуществляется через создание электрохимического градиента протонов или ионов хлора при помощи бактериородопсиновой и галородопсиновой ионной помпы. 
 

2) Оксигенный - распространён гораздо шире. Осуществляется растениями, цианобактериями и прохлорофитами. 

1) Аноксигенный - Осуществляется пурпурными и зелёными бактериями, а также геликобактериями.

Этапы фотосинтеза: 

фотофизический; 

фотохимический; 

химический. 

На первом этапе  происходит поглощение квантов света  пигментами, их переход в возбуждённое состояние и передача энергии  к другим молекулам фотосистемы. На втором этапе происходит разделение зарядов в реакционном центре, перенос электронов по фотосинтетической электронотранспортной цепи, что заканчивается синтезом АТФ и НАДФН. Первые два этапа вместе называют светозависимой стадией фотосинтеза. Третий этап происходит уже без обязательного участия света и включает в себя биохимические реакции синтеза органических веществ с использованием энергии, накопленной на светозависимой стадии. Чаще всего в качестве таких реакций рассматривается цикл Кальвина и глюкогенез, образование сахаров и крахмала из углекислого газа воздуха.

Первые процессы фотосинтеза у цианобактерий появились ещё в архейскую эру.

• Фотосинтез  растений осуществляется в хлоропластах: обособленных двухмембранных органеллах клетки. Хлоропласты могут быть в клетках плодов, стеблей, однако основным органом фотосинтеза, анатомически приспособленным к его ведению, является лист. В листе наиболее богата хлоропластами ткань палисадной паренхимы. У некоторых суккулентов с вырожденными листьями (например, кактусы) основная фотосинтетическая активность связана со стеблем.

• Внутреннее  пространство хлоропласта заполнено  бесцветным содержимым (стромой) и пронизано  мембранами (ламеллами), которые соединяясь друг с другом образуют тилакоиды, которые в свою очередь группируются в стопки, называемые граны. Внутритилакоидное пространство отделено и не сообщается с остальной стромой, предполагается также что внутреннее пространство всех тилакоидов сообщается между собой. Световые стадии фотосинтеза приурочены к мембранам, автотрофная фиксация CO2 происходит в строме.

Значение  фотосинтеза 

• Фотосинтез  является основным источником биологической  энергии, фотосинтезирующие автотрофы  используют её для синтеза органических веществ из неорганических, гетеротрофы  существуют за счёт энергии, запасённой автотрофами в виде химических связей, высвобождая её в процессах дыхания  и брожения. Энергия, получаемая человечеством  при сжигании ископаемого топлива (уголь, нефть, природный газ, торф), также является запасённой в процессе фотосинтеза.

 
 

• Фотосинтез  является главным входом неорганического  углерода в биологический цикл. Весь свободный кислород атмосферы —  биогенного происхождения и является побочным продуктом фотосинтеза. Формирование окислительной атмосферы (кислородная  катастрофа) полностью изменило состояние  земной поверхности, сделало возможным  появление дыхания, а в дальнейшем, после образования озонового  слоя, позволило жизни выйти на сушу.