Фотосинтез

Урок - лекция

К. А. Тимирязев писал: «Дайте самому лучшему повару сколько угодно свежего воздуха, солнечного свет и целую речку чистой воды и попросите, чтобы из всего этого он приготовил вам сахар, крахмал, жиры и зерно – он решит, что вы над ним смеётесь». О чём говорил учёный?

«Природа поставила себе задачей уловить на лету притекающий на Землю свет, превратить эту подвижнейшую из сил природы в твердую форму и собрать ее в запас. Для этого она покрыла земную кору организмами, которые в течение своей жизни поглощают солнечный свет и превращают потребляемую таким образом силу в непрерывно нарастающий запас химической разности. Эти организмы - растения» Роберт Майер

Основополагающий вопрос Какова роль растений в биосфере?

Фотосинтез, являющийся одним из самых распространенных процессов на Земле, обуславливает природные круговороты углерода, кислорода и других элементов и обеспечивает материальную и энергетическую основу жизни на нашей планете. Фотосинтез является единственным источником атмосферного кислорода. Процесс фотосинтеза является основой питания всех живых существ, а также снабжает человечество топливом (древесина, уголь, нефть), волокнами (целлюлоза) и бесчисленными полезными химическими соединениями. Из диоксида углерода и воды, связанных из воздуха в ходе фотосинтеза, образуется около 90-95% сухого веса урожая. Остальные 5-10% приходятся на минеральные соли и азот, полученные из почвы. Человек использует около 7% продуктов фотосинтеза в пищу, в качестве корма для животных и в виде топлива и строительных материалов.

Опорные точки урока История изучения процесса фотосинтеза Фотосистемы Особенности строения листьев Строение хлоропластов Фазы фотосинтеза - световая фаза - темновая фаза Общая схема фотосинтеза Влияние на скорость фотосинтеза различных факторов Значение фотосинтеза

Основные понятия урока Фотосинтез фотосистема Хлоропласты Тилакоиды Граны Строма Ламеллы Световая фаза Темновая фаза Фосфорилирование Цикл Кальвина

В чём заключается суть опыта Д. Пристли (18 августа 1772 год)? В чём заключается суть опыта Ван Гельмонта?

История изучения процесса фотосинтеза Ян ван Гельмонт. XVII век. Эксперимент по выращиванию ивы в кадке. Вывод: растение образует все вещества из воды. Мерчелло Мальпиги. 1667 год. Растение перестает развиваться, если у проростков тыквы оборвать первые зародышевые листочки. Вывод: под действием солнечных лучей в листьях растений происходят какие-то преобразования и испаряется вода.

История изучения процесса фотосинтеза Джозеф Пристли. 1772 год. Знаменитый опыт со свечой и мятой. Вывод: растение улучшает воздух и делает его пригодным для дыхания и горения. Первое предположение о роли света в жизнедеятельности растений.

История изучения процесса фотосинтеза Жан Сенебье. 1800 год. Установил, что листья разлагают углекислый газ под действием сол-нечного света. Вторая половина XIX века. Получена спирто-вая вытяжка зеленого цвета с сильной крова-во-красной флюоресценцией. Это вещество названо хлорофиллом. Роберт Майер. Вывод: количество отлагающе-гося в растениях углерода должно зависеть от количества падающего на растение света.

История изучения процесса фотосинтеза Климент Аркадьевич Тимирязев. Исследовал влияние различных участков солнечного света процесс фотосинтеза. Вывод: процесс фотосинтеза идет интенсивно в красных лучах; интенсивность фотосинтеза соответствует поглощению света хлорофиллом; усваивая углерод, растение усваивает и солнечный свет, переводя его энергию в энергию органических веществ. Лондонское королевское общество.1903 год. Лекция «Космическая роль растений»

Фотосистемы Фотосистема – I. Фотосинтезирующие бактерии. СО2 + 2Н2S + световая энергия (СН2О)+Н2О+2S Фотосистема – II. От сине-зеленых водорослей до настоящих растений. СО2 +2Н2О +световая энергия (СН2О) +Н2О+О2

Особенности строения листьев Плоские, широкие, большая поверхность Эпидермис – бесцвет-ный защитный слой с устьицами Тонкостенные клетки ассимиляционной тка-ни Сосудисто-волокнистые пучки

1. Растение обильно полить. 2. На 2 – 3 дня поставить в тёмный шкаф. 3. Проверить есть ли в листьях крахмал: срезать лист и опустить на 2 – 3 мин. в кипяток, затем в горячий спирт. 4. Залить лист слабым раствором иодной пробы. ВЫВОД: Окраска листа не изменилась, или приобрела бледно – жёлтый цвет. 5. Покрыть лист с обеих сторон плотной бумагой. 6. Растение выставить на солнечный или электрический свет. 7. Через сутки повторить опыт ВЫВОД: Лист окрасился в фиолетовый (тёмно – синий) цвет, кроме участка листа, который был накрыт бумагой. Значит крахмал образовался только в той части листа, которая была освещена.

Что необходимо для фотосинтеза? Н2О с минеральными веществами Е солнца СО2 хлорофилл

Строение хлоропластов Двумембранные органоиды Внутренняя часть строма Тилакоиды – мембраные компоненты, образу-ющие граны Ламеллы (одиночные тилакоиды) соединяют граны У высших растений эллиптической формы В зависимости от освещенности меняют свое положение

Виды хлорофилла Наиболее распространены хлорофиллы а, b Хлорофилл а – желто-зеленая окраска, поглощает свет наиболее интенсивно в красном и ультрафиолетовом спектрах. Имеется у всех растений. Хлорофилл b – сине-зеленого цвета поглощает энергию в фиолетовом спектре, значительно меньше в красном. Встречается у высших растений и зеленых водорослей. Хлорофилл с – зеленой окраски есть у бурых и некоторых одноклеточных водорослей.

Фазы фотосинтеза - световая фаза

Протекающие реакции Разложение воды под действием энергии света Образование водорода и выделение свободного кислорода Накопление энергии в результате синтеза АТФ Связывание водорода с переносчи-ком

Фазы фотосинтеза. Темновая фаза

6 5 4 7 8 9 10 11 12 13 3 1 2 На образование С6Н12О6 необходимо 6 оборотов цикла Кальвина: 6СО2, 12 Н, 18АТФ

Протекающие реакции Фиксация углекислого газа Восстановление углекислого газа водородом Синтез глюкозы за счет энер-гии АТФ

Общая схема фотосинтеза

Влияние на скорость фотосинтеза различных факторов Длина световой волны Степень освещенности Концентрация углекислого газа Температура Вода

Значение фотосинтеза «.. Значение фотосинтеза Используется 1% падающей энергии, продуктивность около 1 г на 1 кв. м. Выделяется кислорода при фотосинтезе в 20-30 раз больше, чем поглощается при дыхании. Без фотосинтеза запас кислорода был бы израсходован в течение 3 000 лет.

Все ли растения способны к фотосинтезу?

Венерина мухоловка (Dionaea muscipula) - насекомоядное растение, способное питаться с помощью фотосинтеза, встречается в районах песчаных кустарниковых болот в прибрежной части Северной и Южной Каролины. Частые в этих местах пожары уничтожают конкурирующие с мухоловкой растения и приводят к дефициту азота в почве. А венерина мухоловка, обладая уникальным приспособлением для ловли насекомых, получает дополнительный источник незаменимых питательных веществ (главным образом азота и фосфора), которых лишены растения, добывающие их из почвы.

Урок - лекция